KR101501914B1 - 솔더 조인트 검사방법 - Google Patents

솔더 조인트 검사방법 Download PDF

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Abstract

주변광의 간섭이나 인접 부품의 상호 간섭과 같은 주변 여건에 전혀 구애받지 않고 솔더 조인트의 양불을 정확하게 검사할 수 있는 솔더 조인트 검사방법이 개시된다. 상기 솔더 조인트 검사방법은 반도체 부품의 리드 끝단부 외측에 솔더 조인트 예상 영역을 설정하는 단계와, 상기 솔더 조인트 예상 영역의 화상을 획득하는 단계와, 상기 솔더 조인트 예상 영역의 화상을 이용하여 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 높이를 산출하는 단계 및, 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 높이와 기 설정된 상기 솔더 조인트의 기준 높이를 비교하여 솔더 조인트의 양불을 판별하는 단계를 포함하여, 주변 환경에 따른 이미지 노이즈에 전혀 영향을 받지 않아 보다 정확한 솔더 조인트의 양불을 검사할 수 있으므로 제품 검사의 신뢰성을 향상시켜 제품에 대한 고객 만족도를 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

솔더 조인트 검사방법{INSPECTION METHOD FOR SOLDER JOINT}
본 발명은 솔더 조인트(solder joint) 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판(PCB : printed circuit board)에 실장되는 반도체 부품의 리드(lead)를 상기 인쇄회로기판에 결합시키는 솔더 조인트의 양불을 검사하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 부품의 리드를 인쇄회로기판에 결합시키는 솔더 조인트는 각기 다른 주사 각도를 갖는 RGB(red-green-blue) 3단 조명을 통해 카메라에 입사되는 광의 색을 활용하여 양불 검사를 수행한다.
도 1은 일반적인 솔더 조인트의 양불 검사방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 솔더 조인트의 양불 검사방법은 RGB 3단 조명(210)(220)(230)을 솔더 조인트(240)의 상부에서부터 시계방향으로 순차적으로 배치하여 상기 솔더 조인트(240)에 상기 RGB 3단 조명(210)(220)(230)을 조사한 후, 상기 솔더 조인트(240)의 상부에 배치된 카메라(250)에 의해 입사되는 광의 색상을 판별함으로써 상기 솔더 조인트(240)의 양불을 검사한다.
예를 들면, 상기 솔더 조인트(240)가 정상 납일 경우에는 도 1의 a에 도시된 바와 같이 반도체 부품의 리드(260) 끝단에서 경사면을 이루도록 형성된다. 이에 따라 최하단 조명(230)인 파란 빛이 카메라(250)에 입사하게 된다.
한편, 상기 솔더 조인트(240)가 무납이거나 냉납일 경우에는 리드(260) 끝단에서 솔더 조인트(240)가 형성되지 못하고 평편한 면을 가지므로 최상단 조명(210)인 붉은 빛이 카메라(250)에 입사된다.
그러나, 이와 같이 각기 다른 주사 각도를 갖는 RGB 3단 조명(210)(220)(230)을 이용한 일반적인 솔더 조인트 양불 검사방법의 경우에는 주변광의 간섭이나 인접 부품의 상호 간섭 등과 같은 주변 여건에 따라 검사 조건이 정확히 양불을 반영하지 못한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 주변광의 간섭이나 인접 부품의 상호 간섭과 같은 주변 여건에 전혀 구애받지 않고 솔더 조인트의 양불을 정확하게 검사할 수 있는 솔더 조인트 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일실시예에 따른 솔더 조인트 검사방법은 반도체 부품의 리드 끝단부 외측에 솔더 조인트 예상 영역을 설정하는 단계와, 상기 솔더 조인트 예상 영역의 화상을 획득하는 단계와, 상기 솔더 조인트 예상 영역의 화상을 이용하여 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 높이를 산출하는 단계 및, 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 높이와 기 설정된 상기 솔더 조인트의 기준 높이를 비교하여 솔더 조인트의 양불을 판별하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 솔더 조인트 예상 영역은 상기 리드의 캐드 데이터 상의 두께 영역 내에서 설정되는 것이 바람직하다.
일예를 들면, 상기 솔더 조인트 예상영역은 직사각형 형태로 설정될 수 있다.
일예를 들면, 상기 솔더 조인트의 양불의 판별은 상기 기 설정된 상기 솔더 조인트의 기준 높이에 대한 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 높이가 차지하는 비율을 산출하는 단계 및, 상기 솔더 조인트의 높이가 차지하는 비율이 기 설정된 기준 비율 이상인지 여부를 판별하는 단계를 포함한다.
일예를 들면, 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 높이는 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 상기 솔더 조인트의 평균 높이인 것이 바람직하다.
한편, 상기 솔더 조인트의 기준 높이는 상기 솔더 조인트 예상 영역의 높이일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 솔더 조인트 검사방법은 반도체 부품 리드의 캐드 데이터 상의 두께 영역 내에서 설정된 솔더 조인트 예상 영역의 평균 높이와, 기 설정된 상기 솔더 조인트 예상 영역 내에서의 상기 솔더 조인트의 기준 높이를 비교하여 상기 솔더 조인트의 양불을 검사함으로써, 주변 환경에 따른 이미지 노이즈에 전혀 영향을 받지 않아 보다 정확한 솔더 조인트의 양불을 검사할 수 있으므로 제품 검사의 신뢰성을 향상시켜 제품에 대한 고객 만족도를 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 솔더 조인트의 양불 검사방법을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 솔더 조인트 검사방법을 설명하기 위한 개략도
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 솔더 조인트 검사방법을 설명하기 위한 블록도
도 4는 솔더 조인트의 양불을 판별하는 단계를 설명하기 위한 블록도
도 5는 솔더 조인트 예상 영역을 리드의 캐드 데이터 상의 두께 영역 내에서 설정하는 이유를 설명하기 위한 도면
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 솔더 조인트 검사방법을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 솔더 조인트 검사방법을 설명하기 위한 블록도이며, 도 4는 솔더 조인트의 양불을 판별하는 단계를 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 솔더 조인트 예상 영역을 리드의 캐드 데이터 상의 두께 영역 내에서 설정하는 이유를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 솔더 조인트 검사방법은 리드(110) 끝단부위의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)를 측정한 후, 상기 측정된 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)와 기 설정된 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD)를 비교하여 상기 솔더 조인트(120)의 양불을 검사하는 방법으로서 주변광의 간섭이나 인접 부품의 상호 간섭과 같은 주변 여건에 전혀 구애받지 않고 상기 솔더 조인트(120)의 양불을 정확하게 검사할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 솔더 조인트 검사방법을 이용하여 인쇄회로기판(130)에 실장된 반도체 부품의 리드(110)를 상기 인쇄회로기판(130)의 패드(131)에 결합시키기 위한 솔더 조인트(120)의 양불을 검사하기 위해서는, 먼저 제어부(도시되지 않음)에 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)을 설정하게 된다. 즉, 상기 반도체 부품의 리드(110) 끝단부 외측에 상기 솔더 조인트(120)의 예상 영역(140)을 설정한다(S110).
이때, 상기 제어부에는 설정된 솔더 조인트(120)의 예상 영역(140)에서의 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD) 또한 설정된다. 여기서, 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD)는 상기 솔더 조인트(120)의 예상 영역(140)의 크기에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD)는 상기 솔더 조인트(120)의 예상 영역(140)의 높이와 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)은 상기 리드(110)의 캐드 데이터 상의 두께 영역(HCAD) 내에서 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 냉납 케이스의 경우에는 인쇄회로기판(130)의 패드(131)와 반도체 부품의 리드(110)가 서로 분리되는 경우가 발생될 수 있다. 따라서, 보다 정확한 솔더 조인트(120)의 양불 검사를 하기 위해서는 상기 패드(131)의 높이(HUS)는 제외한 상기 리드(110)의 캐드 데이터 상의 두께 영역(HCAD) 내에서 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)을 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)은 상기 반도체 부품의 리드(110)의 캐드 데이터 상의 두께 영역(HCAD) 내에서 직사각형 형태로 설정되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 솔더 조인트(120)의 예상 영역(140)을 설정한 다음에는, 카메라(도시되지 않음)를 통해 상기 솔더 조인트(120)의 예상 영역(140)을 포함한 상기 반도체 부품의 리드(110) 끝단부의 화상을 획득하게 된다(S120).
상기 카메라를 통해 획득된 화상은 상기 제어부로 전송되어 노이즈를 제거하는 등의 영상 처리과정을 거치게 된다.
상기 제어부에 의해 영상 처리과정을 마친 다음에는, 상기 제어부에 의해 영상 처리과정을 마친 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 상기 솔더 조인트(120)의 높이를 산출하게 된다(S130).
여기서, 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 높이로는 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 일정 포인트에서의 상기 솔더 조인트(120)의 높이를 산출할 수도 있지만, 보다 정확한 솔더 조인트(120)의 양불 검사를 위해서는 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 상기 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJIONT)를 산출하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(130)에서부터 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)의 상부 끝단까지의 높이를 H라 하고, 인쇄회로기판(130) 패드(131)의 높이를 HUS라 하면, 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)는 수학식 1과 같이 산출된다.
Figure 112012092608912-pat00001
여기서, ROI(region of interest)는 카메라에 의해 획득된 화상 중에서 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)을 의미한다.
따라서, 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트의 평균 높이 (HJOINT)는 수학식 1과 같이 각각의 x, y 지점에서 인쇄회로기판(130)에서부터 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)의 상부 끝단까지의 높이(H) 값에서 인쇄회로기판(130) 패드(131)의 높이(HUS) 값을 뺀 값들의 합을 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)의 전체 픽셀(pixel) 값으로 나눔으로써 산출된다.
상술한 바와 같이 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)를 산출한 다음에는, 상기 제어부에 의해 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)와 기 설정된 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD), 즉 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)의 높이를 비교한다(S140).
상기 제어부에 의해 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)와 기 설정된 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD)를 비교한 결과, 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)가 기 설정된 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD) 미만이라고 판별될 경우 상기 제어부는 불량 판정(S151)을 하게 되며, 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)가 기 설정된 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD) 이상이라고 판별될 경우 상기 제어부는 양품 판정(S152)을 하게 되어 상기 솔더 조인트(120)의 양불을 판별하게 된다.
도 4를 참조하여 상기 솔더 조인트의 양불을 판별하는 단계(S140)에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 솔더 조인트(120)의 양불을 판별하는 과정은, 먼저 제어부(도시되지 않음)에 의해 상기 기 설정된 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD)에 대한 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트의 평균 높이(HJOINT)가 차지하는 비율을 산출한다(S141).
여기서, 상기 기 설정된 솔더 조인트(120)의 기준 높이를 HSTANDARD라고 하면, 상기 기 설정된 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD)에 대한 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)가 차지하는 비율(Score)은 수학식 2와 같이 산출된다.
Figure 112012092608912-pat00002
상기와 같이 기 설정된 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD)에 대한 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)가 차지하는 비율(Score)을 산출한 다음에는, 제어부에 의해 기 설정된 솔더 조인트(120)이 기준 높이(HSTANDARD)에 대한 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내의 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)가 차지하는 비율과 상기 제어부에 기 설정된 기준 비율을 비교한다(S142).
상기 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)가 차지하는 비율이 기 설정된 기준 비율 미만으로 판별되면 상기 제어부는 솔더 조인트(120)의 불량 판정(S151)을 하게 되며, 상기 솔더 조인트(120)의 평균 높이(HJOINT)가 차지하는 비율이 기 설정된 기준 비율 이상으로 판별되면 상기 제어부는 솔더 조인트(120)의 양품 판정(S152)을 하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 솔더 조인트 검사방법은 반도체 부품 리드(110)의 캐드 데이터 상의 두께 영역(HCAD) 내에서 설정된 솔더 조인트(120) 예상 영역(140)의 평균 높이(HJOINT)와 기 설정된 상기 솔더 조인트(120) 예상 영역(140) 내에서의 상기 솔더 조인트(120)의 기준 높이(HSTANDARD)를 비교하여 상기 솔더 조인트(120)의 양불을 검사한다.
따라서, 본 발명에 따른 솔더 조인트 검사방법은 종래의 솔더 조인트 검사방법과는 다르게 주변광의 간섭이나 인접 부품의 상호 간섭에 의한 주변 환경에 따른 이미지 노이즈에 전혀 영향을 받지 않아 보다 정확한 솔더 조인트(120)의 양불을 검사할 수 있도록 함으로써 제품 검사의 신뢰성을 한층 더 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
(110) : 리드 (120) : 솔더 조인트
(130) : 인쇄회로기판 (140) : 예상 영역

Claims (6)

  1. 반도체 부품의 리드를 인쇄회로기판의 패드에 결합시키는 솔더 조인트를 검사하는 방법에 있어서,
    상기 반도체 부품의 리드 끝단부로부터의 외측에 솔더 조인트 예상 영역을 설정하는 단계;
    상기 솔더 조인트 예상 영역의 화상을 획득하는 단계;
    상기 솔더 조인트 예상 영역의 화상을 이용하여 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 높이를 산출하는 단계; 및
    상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 평균 높이와 기 설정된 상기 솔더 조인트의 기준 높이를 비교하여 솔더 조인트의 양불을 판별하는 단계를 포함하는 솔더 조인트 검사방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더 조인트 예상 영역은,
    상기 리드의 캐드 데이터 상의 두께 영역 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 솔더 조인트 검사방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더 조인트의 양불의 판별은,
    상기 기 설정된 상기 솔더 조인트의 기준 높이에 대한 상기 솔더 조인트 예상 영역 내의 솔더 조인트의 평균 높이가 차지하는 비율을 산출하는 단계; 및
    상기 솔더 조인트의 평균 높이가 차지하는 비율이 기 설정된 기준 비율 이상인지 여부를 판별하는 단계를 포함하는 솔더 조인트 검사방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 솔더 조인트의 기준 높이는,
    상기 솔더 조인트 예상 영역의 높이인 것을 특징으로 하는 솔더 조인트 검사방법.
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