KR101553303B1 - 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치 - Google Patents

전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기전자 부품이 실장된 인쇄회로기판을 수리하기에 앞서 청소 및 부품 검사하는 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 밀폐된 공간에서 인쇄회로기판을 고르게 에어건으로 청소하고, 배출되는 공기를 필터링하여 작업 환경을 개선하는 청소 수단과, 실장된 부품 중에 검사하려는 부품을 간편하게 특정하여 곧바로 불량 여부를 적외선 영상으로 검사하는 검사 수단을 일체형으로 구성함으로써 작업 효율을 높인 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치에 관한 것이다.

Description

전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치{CLEANING AND TESTING APPARATUS FOR REPAIRING PCB MOUNTED ELECTRIC COMPONENT OR ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 전기전자 부품이 실장된 인쇄회로기판을 수리하기에 앞서 청소 및 부품 검사하는 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 밀폐된 공간에서 인쇄회로기판을 고르게 에어건으로 청소하고, 배출되는 공기를 필터링하여 작업 환경을 개선하는 청소 수단과, 실장된 부품 중에 검사하려는 부품을 간편하게 특정하여 곧바로 불량 여부를 적외선 영상으로 검사하는 검사 수단, 을 일체형으로 구성함으로써 작업 효율을 높인 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치에 관한 것이다.
컴퓨터를 예로 들 수 있는 전기전자 기기에는 기기의 동작을 컨트롤하기 위한 각종 전기전자 부품이 실장된 인쇄회로기판(PCB : printed circuit board)이 장착되어 있으며, 이러한 인쇄회로기판은 회로설계에 따라 프린팅된 회로패턴에 반도체 칩, 저항, 콘덴서 등의 전기 전자 부품을 실장한 형태로 구성된다.
이와 같이 인쇄회로기판에 의해 컨트롤되어 동작하는 기기를 사용하다보면 인쇄회로기판에 실장된 부품의 에이징(aging, 노후화) 또는 고장 등에 의해서 기기를 동작시키지 못하게 되는 경우가 있다. 이런 경우, 일반적으로 인쇄회로기판이 고가이므로 수리하여 재사용하는 것이 좋다.
인쇄회로기판의 수리를 위해서는 먼저 인쇄회로기판에 묻어 있거나 쌓여있는 이물질을 제거하는 청소공정을 수행하고, 이후 프린팅된 회로패턴 및 실장된 부품들을 하나씩 육안 검사 또는 전기 검사를 하는 검사공정을 수행한다.
청소공정의 경우에, 일반적으로 작업자가 에어건(air gun)을 사용하여 에어를 인쇄회로기판에 분사함으로써 이물질을 제거한다. 이에 따라, 공기중으로 비산한 이물질에 의해 호흡기에 좋지 아니한 작업 환경에서 청소공정을 수행해야만 하였다.
검사공정의 경우에, 일반적으로 다양한 종류 및 많은 개수의 전기전자 부품이 실장되고 회로패턴이 복잡하게 프린팅된 인쇄회로기판을 부분부분 육안 및 전기 검사하였다. 이에 따라, 검사하는데 많은 시간이 소요되고 매우 번거로웠으며, 정상적인 부품에 대해서도 불필요하게 검사하게 되는 비효율적인 검사공정을 수행하게 되었다.
한편, 한국 공개특허 제10-2014-0067415호 및 한국 공개특허 제10-2013-0058414호에는 가시광 또는 적외선광을 인쇄회로기판에 조사하고 촬영하여 얻는 영상을 판독하여 검사하는 기술이 개시되어 있으나, 이 경우, 인쇄회로기판의 설계자료가 있고 우량품에 광을 조사 및 촬영하여 얻는 영상을 이용하여야 하므로, 인쇄회로기판을 제조하는 생산 현장에 적용할 수 있지만, 인쇄회로기판의 설계자료를 얻을 수 없는 상황에서는 그 기술을 적용할 수 없다.
그런데, 인쇄회로기판에 실장된 부품 중에서, 에이징 또는 고장에 의해 교체하게 되는 부품을 보면 콘덴서가 상당히 많은 비중을 차지한다. 따라서, 인쇄회로기판에 실장된 콘덴서를 선행적으로 검사한 후 인쇄회로기판을 정밀 검사함으로써 검사공정의 효율을 높일 수 있다.
한편, 콘덴서를 검사하는 방식으로는 한국 공개특허 제10-2013-0058414호 또는 일본 등록특허 제5383877호에 개시한 가시광 또는 적외선광을 이용한 외관검사 방식과 콘덴서를 전기 검사하는 전기검사 방식 등이 있었다. 일본 공개특허 제2009-008486호는 적외분광법을 이용하여 콘덴서의 내부 불량도 검사하는 기술을 개시하였다.
하지만, 상기한 종래기술들은 개별 콘덴서를 검사하는 데는 적용하기 용이하지만, 종류도 다양하고 개수도 많은 콘덴서들이 혼재되어 실장된 인쇄회로기판에서 각각의 콘덴서를 검사하는 기술로로 사용할 수 없었다.
KR 10-2014-0067415 A 2014.06.05. KR 10-2013-0058414 A 2013.06.04. JP 2009-008486 A 2009.01.15. JP 5383877 B1 2013.10.11.
따라서, 본 발명은 인쇄회로기판을 청소할 시에 비산하는 이물질이 작업자에게 노출되는 것을 방지하고, 자동으로 청소하며, 인쇄회로기판에 실장된 다양한 종류의 콘덴서를 간편하게 특정하여 검사함으로써 인쇄회로기판의 수리를 위한 검사 공정 효율을 높인 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치에 있어서, PCB를 청소하기 위한 클린룸(100), PCB에 실장된 부품을 검사하기 위한 테스트룸(200), 및 PCB 영상을 화면 출력하는 모니터(300)를 하나의 테이블(1) 상에 일렬로 배치하고, 클린룸(100), 테스트룸(200) 및 모니터(300)의 동작을 컨트롤장치(500)로 제어하되, 상기 클린룸(100)은 PCB를 도어를 통해 내부에 넣어 내부의 고정대(110)에 고정하게 되어 있고, 구비된 온오프 스위치를 온 조작할 시에 에어건을 팬/틸트(PAN/TILT) 조정하여 공기를 PCB의 전면에 고르게 분사함과 동시에 내부 공기를 배출구로 배출시킴으로써 PCB를 청소하고, 배출구에서 배출 공기가 광촉매 필터를 통과한 후 배기팬에 의해 원활하게 배출되게 하며, 상기 테스트룸(200)은 PCB를 도어를 통해 내부에 넣어 내부의 받침대에 안착하게 되어 있고, 구비된 온오프 스위치를 온 조작할 시에 PCB의 부품 실장면을 적외선 램프로 조명하고 적외선 카메라로 촬영함으로써 PCB 영상을 획득하고, 상기 컨트롤장치(500)은 상기 클린룸(100)의 온오프 스위치가 온 조작될 시에 상기 클린룸(100)를 청소 동작시키고, 상기 테스트룸(200)의 온오프 스위치가 온 조작될 시에는 상기 테스트룸(200)으로 획득한 PCB 영상을 상기 모니터(300)에 출력하여 PCB 실장 부품 중에 검사할 부품을 입력부(310)를 통해 특정받은 후, 특정받은 부품의 영상을 추출하고, 미리 저장된 우량 부품 영상 중에 특정받은 부품에 대응되는 우량 부품 영상과 추출한 특정받은 부품 영상의 차분 영상으로부터 불량 여부를 판정하고, 특정받은 부품의 PCB 상 위치 및 불량 여부 판정결과를 나타내는 표식을 PCB 영상에 겹쳐지게 모니터로 출력함을 특징으로 한다.
상기 클린룸(100)의 고정대(110)는 수직으로 세워지는 4각 프레임(112); 4각 프레임의 하변 양단의 꼭지점 중에 어느 하나의 꼭지점과 접하지 아니한 두변에서 각각 상기 어느 하나의 꼭지점을 향하게 설치한 로드(114); 4각 프레임의 하변을 따라 구비되고 양단 중에 상기 어느 하나의 꼭지점이 있는 단부가 막혀있어 PCB의 하변을 삽입함에 따라 막혀있는 단부에 PCB가 걸리게 한 슬롯(113); 로드(114)를 따라 이동 및 이동 멈춤이 가능하게 장착되며 PCB의 변을 'ㄷ'자형의 홈에 끼워지게 한 이동블록(115); 이동블록의 위치를 감지하는 변위센서(116);를 포함하여 구성되고, 상기 컨트롤장치(500)는 슬롯(113)의 막힌 위치 및 변위센서(116)로 감지한 이동블록(115)의 위치에 근거하여 PCB의 크기를 획득하며, 획득한 PCB 크기를 에어건의 분사 범위로 에어건의 방향을 팬/틸트(PAN/TILT) 조정함을 특징으로 한다.
프린터(400)를 더욱 구비하고, 상기 테스트룸(200)은 PCB 부품 실장면을 가시광 램프로 조명하고 가시광 카메라로 촬영하는 가시광 촬영동작과, 적외선 램프로 조명하고 적외선 카메라로 촬영하는 적외선 촬영동작을 갖추며, 상기 입력부(310)로 특정받는 부품은 콘덴서이고, 콘덴서의 형상적 특징정보와 우량 콘덴서에 적외선을 조사한 후 촬영할 시에 얻게 되는 우량 콘덴서 영상정보가 콘덴서의 종류별로 상기 컨트롤장치(500)에 저장되어 있으며, 상기 컨트롤장치(500)는 상기 테스트룸(200)의 온오프 스위치가 온 조작될 시에 부품 특정동작 및 검사동작을 순차적으로 진행하되, 상기 부품 특정동작은 상기 테스트룸(200)의 가시광 촬영동작으로 가시광 영역 영상을 획득하여 콘덴서 종류별 형상적 특징정보에 대응되는 콘덴서를 가시광 영역 영상 상에서 탐지한 후, 탐지한 콘덴서의 종류를 가시광 영역 영상 상에 표시하여 모니터(300)로 출력하며, 이후, 콘덴서의 탐지오류를 입력부에 의해 수정받아 검사할 콘덴서를 특정하고, 상기 검사동작은 특정된 콘덴서의 이미지를 상기 테스트룸(200)의 적외선 촬영동작으로 획득하는 적외선 영역 영상으로부터 추출한 후, 특정된 콘덴서의 종류에 대응되는 우량 콘덴서 영상과의 차분 영상으로부터 불량 여부를 판정하고, 불량 여부 및 콘덴서 종류를 가시광 영역 영상 상에 콘덴서 위치에 대응되게 표시한 프린트물을 상기 프린터로 출력함을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 인쇄회로기판을 수리하기에 앞서 필요한 청소 및 검사를 하나의 테이블 상에서 연속적으로 수행할 수 있어서, 사용하기 용이하고 작업 효율을 높이며, 인쇄회로기판을 자동으로 구석구석 청소하고, 청소할 시에 이물질이 혼합되어 배출되는 공기를 환경정화하여 배출하므로 작업 환경을 향상시키고, 검사하고자 하는 부품을 화면을 보며 간편하게 특정하게 하여 특정한 부품에 대해 검사하므로, 다양한 종류의 부품 특성에 맞게 정확한 검사를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 크기가 다르고 폭 대비 길이의 비율이 다른 다양한 인쇄회로기판을 하나의 장치로 안정되게 고정하며 청소할 수 있고, 크기 및 폭 대비 길이 비율에 맞추어 에어를 분사함으로써, 자동으로 청소하면서 청소 시간을 단축하고 소요되는 전력비용도 낮춘다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치의 사시도.
도 2는 도 1에서 클린룸(100)의 도어(101) 및 테스트룸(200)의 도어(201)를 열은 상태도.
도 3은 클린룸(100)의 투시도.
도 4는 클린룸(100)에 구비된 고정대(110)의 확대 사시도(a) 및 PCB를 고정한 상태의 확대 사시도(b).
도 5는 테스트룸(200)의 투시도.
도 6은 테스트룸(200)의 단면도.
도 7은 컨트롤장치(500)의 블록구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치는 PCB(printed circuit board, 인쇄회로기판)를 청소하기 위한 클린룸(100), PCB에 실장된 부품을 검사하기 위한 테스트룸(200), 테스트룸(200)을 이용하려 검사할 시에 사용자 인터페이스로 사용되는 모니터(300)와 입력부(310), 검사 결과를 인쇄물로 출력하기 위한 마련한 프린터(400), 본 발명을 이용한 청소공정 및 검사공정을 제어하는 컨트롤장치(500), 및 단일의 테이블(1)을 포함하여 구성된다.
여기서, 클린룸(100 및 테스트룸(200)이 테이블(1) 상에 일렬로 배치되어 PCB를 청소한 이후 곧바로 PCB를 검사하기에 편하게 되어 있다.
모니터(300), 입력부(310) 및 프린터(400)는 테스트룸(200)에 옆에 이어지게 일렬로 배치되어 테스트룸(200)을 사용할 시의 작업성을 높였다.
컨트롤장치(500)는 테이블(1) 위 또는 아래의 적절한 위치에 배치하면 된다.
도 2는 도 1에서 클린룸(100) 및 테스트룸(200)의 도어(101, 201)를 열어 놓은 상태이다.
클린룸(100) 및 테스트룸(200)은 각각 상부 전면에 설치한 도어(101, 201)에 의해 개폐할 수 있는 내부 공간이 마련되어 있고, 하부 전면에는 동작의 온오프를 위한 온오프 스위치(170, 240)가 마련되어 있다. 도어(101, 201)는 개폐할 시에 수평상태를 유지하여 열린 상태의 상면(닫힌 상태의 내면)이 내부 공간의 바닥과 이어진 형태를 갖추며, 열린 도어(101, 201)의 상면과 내부 공간에는 일직선 상에 연속적으로 배열되는 레일(102, 202)이 설치되어 있다.
이에, 클린룸(100)의 레일(102)에는 레일(102)을 따라 슬라이딩 이동하는 고정대(110)를 장착함으로써 고정대(110)을 도어(101)의 상면에 위치하도록 당길 수 있다. 여기서, 레일(102)은 도면에 도시한 바와 같이 전방에서 보면 좌우 중에 어느 한쪽으로 치우쳐 있고, 고정대(110)는 하기에서 상세하게 설명하는 바와 같이 부품(전기부품 또는 전자부품)이 실장된 PCB(10, printed circuit board, 인쇄회로기판)를 세워 고정하게 되어 있다.
이에 따라, 도어(101)를 열고 고정대(110)를 당겨 도어(101)의 상면에 위치하도록 이동시킨 후, 부품(전기부품 또는 전자부품)이 실장된 PCB(10)를 고정대(110)에 고정할 수 있고, 이후, 고정대(110)를 클린룸(100)의 내부 공간으로 밀어넣고 도어(101)를 닫음으로써, 부품 실장된 PCB(10)를 클린룸(100)의 내부 공간에 수용할 수 있다. 이때, 고정대(110)는 내부 공간에서 어느 한쪽으로 치우치게 수용되어 있어서, 내부 공간의 다른 한쪽에 수용되어 있는 후술하는 에어건(140)과 마주하게 된다. PCB(10)를 고정대(110)에 고정할 시에는 PCB(10)의 부품 실장면이 에어건(140)과 마주할 수 있게 고정한다.
테스트룸(200)의 레일(201)에도 레일(201)을 따라 슬라이딩 이동하는 받침대(210)를 장착하되, 이때의 받침대(210)는 PCB(10)를 수평하게 올려놓아 안착하게 되어 있고, 테스트룸(200)의 도어(201)을 통해 내부 공간에 넣어 수용할 시에 상부에서 조명 및 촬영하게 하므로, 레일(201)을 한쪽으로 치우치게 하지 아니하여도 된다.
온오프 스위치(170, 240)의 기능에 대해서 설명하면, 클린룸(100)에 구비된 온오프 스위치(170)의 경우, 온 조작하면 컨트롤장치(500)의 제어를 받아 청소동작할 수 있게 되고, 오프 조작하면 청소동작이 멈춘다. 청소동작의 종료시간은 후술하는 바와 같이 PCB(10)의 크기를 감지하므로, 오프 조작이 발생하지 아니하더라도 PCB(10)의 크기에 비례하는 청소시간을 설정함으로써 자동으로 설정되게 할 수 있다. 테스트룸(200)에 구비된 온오프 스위치(240)의 경우, 온 조작하면 컨트롤장치(500)의 제어를 받아 촬영 동작할 수 있게 되고, 오프 조작하면 촬영 동작을 할 수 없게 되므로, 테스트룸(200)을 사용할 시에는 온 조작한 이후 후술하는 바와 같이 사용자 인터페이스(입력부 및 모니터)를 이용하여 PCB를 검사하여야 한다.
이와 같이 PCB(10)를 내부 공간에 수용할 수 있게 된 클린룸(100) 및 테스트룸(200)에 대해서 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 클린룸(100)의 투시도이고,
도 4는 클린룸(100)에 구비된 고정대(110)의 확대 사시도(a) 및 PCB를 고정한 상태의 확대 사시도(b)이다.
상기 클린룸(100)의 내부 공간에는 고정대(110)에 세워지게 고정된 PCB(10)의 부품 실장면과 마주하는 에어건(140)이 송풍기(130) 또는 콤프레서로부터 공급받는 공기를 분사하도록 내부 공간에 장착되어 있다. 이때, 에어건(140)은 팬 모터(121) 및 틸트 모터(122)를 구비한 팬틸트장치(120)에 의해서 팬(PAN) 조정 및 틸트(TILT) 조정이 가능하게 되어 있어서, 팬틸트장치(120)를 제어함으로써 에어건(140)의 분사 방향을 조절할 수 있다. 이를 위해서, 상하로 기울일 수 있게 장착한 회전축에 에어건(140)을 고정하고, 회전축을 틸트 모터(121)로 회전하게 하며, 회전축을 지지하는 몸체를 팬 모터(121)로 회전하게 한다.
상기 클린룸(100)의 내부 공간 바닥에는 내부 공간의 공기를 배출하기 위한 배출구(103)가 형성되어 있어서, 에어건(140)으로 PCB(10)을 향해 분사한 공기가 배출구(103)로 배출되게 한다. 본 발명의 실시예에서는 광촉매 필터(150) 및 배기팬(160)을 배출구(103)에 설치하여서, 내부 공간의 공기가 광촉매 필터(150)를 통과한 후 배기팬(160)에 의해 원활하게 배출되게 한다. 여기서, 광촉매 필터(150)는 산화타이타늄(TiO2)이 도포된 망구조의 공기 필터로 구성하여서, 필터를 통과하는 공기를 항균, 살균, 유기물 분해 및 탈취하게 구성할 수 있으며, 광촉매의 활성을 위한 자외선을 조사하는 발광소자를 장착하거나 또는 자연광에 노출시켜 활성화할 수 있다.
상기 고정대(110)는 클린룸(100)으로 청소하려는 부품 실장 PCB(10)의 크기에 맞춰 움직이지 아니하게 잡아준다.
이를 위해서, 상기 고정대(110)는 레일(102)을 따라 이동할 수 있게 장착한 하부 프레임(111)에 4각 프레임(112)을 수직으로 세우고, 4각 프레임(112)의 하변을 따라 길게 슬롯(113)을 설치하여서, PCB(10)의 하변을 슬롯(113)에 삽입하게 구성된다.
또한, 4각 프레임(112)의 하변 양단의 꼭지점 중에서 어느 하나의 꼭지점을 지정한 후 지정한 꼭지점과 접하지 아니한 두변에서 각각 지정한 꼭지점을 향하는 로드(114)를 설치한다. 즉, 2개소의 변과 하나의 꼭지점 사이에는 로드(114)가 가로지르게 설치된다. 그리고, 각각의 로드(114)에는 로드(114)를 파지하는 클램프(115a)를 느슨하게 할 시에 로드(114)를 따라 이동할 있게 하고 PCB(10)의 변을 'ㄷ'자형의 홈에 끼울수 있게 한 홈부(115b)를 갖추어서 로드를 따라 이동 및 이동 멈춤이 가능하게 되며 PCB(10)이 넘어지지 아니하게 잡을 수 있게 된 이동블록(115)이 설치된다.
또한, 슬롯(113)은 PCB(10)의 하변을 삽입하기 위해 4각 프레임(112)의 하변을 따라 장요홈이 형성된 모양을 갖추게 구성되되, 양측 단부 중에 상기에서 지정한 꼭지점이 있는 단부(113a)가 막혀있게 구성된다. 이때, 막힌 단부(113a)는 도면에 도시한 바와 같이 PCB(10)의 변을 'ㄷ'자형 홈에 끼울 수 있는 구성요소를 수직으로 추가 형성하는 것이 좋다.
이와 같이 고정대(110)를 구성함으로써, PCB(10)의 하변을 슬롯(113)에 삽입하고, PCB(10)의 양변 중에 어느 한변의 하부을 슬롯(113)의 막힌 단부(113a) 부분에 걸리게 하며, 다른 한변 및 상변을 상기 이동블록(115)의 'ㄷ'자형의 홈에 삽입할 수 있으므로, PCB(10)을 움직이지 아니하게 고정대(110)에 고정할 수 있고, 상기 이동블록(115)의 위치 조절로 PCB(10)의 폭 및 높이에 맞춰 고정할 수 있다. 이에, 다양한 크기의 PCB(10)를 고정대(110)에 안정되게 고정한 상태에서 에어건(140)으로 청소할 수 있다.
여기서, 로드(114)의 양단 중에 4각 프레임(112)의 변에 고정되는 일단은 변의 중간에 고정하거나, 또는 상기에서 지정한 꼭지점(로드의 타단이 고정되는 꼭지점)에 접하는 변에 치우친 위치에 고정한다.
한편, 상기 고정대(110)에는 이동블록(115)의 위치를 감지하는 변위센서(116)를 구비한다. 도면을 참조하면, 변위센서(116)는 예를 들면 변위센서(displacement sensor)의 한 종류인 LVDT(The linear variable differential transformer)로 구성함으로써 로드(114)를 감싸는 풀림이 가능하게 파지하는 이동블록(115)에 설치하였지만, 본 발명은 이러한 변위센서에 한정되는 것이 아니고, 다양한 종류의 변위센서 중에 선택 채용할 수 있다. 다른 종류의 변위센서를 예를 들어 설명하면, 상기한 지정된 꼭지점에 발광소자 및 수광센서를 설치하여 이동블록(115)과의 거리를 근거리 측정하게 할 수 있다.
도 5는 테스트룸(200)의 투시도이고,
도 6은 테스트룸(200)의 단면도이다.
상기 테스트룸(200)은 받침대(210)의 상부에 램프(220) 및 카메라(230)가 설치되어 있어서, 부품이 실장된 면이 상부로 향하도록 받침대(210)에 수평하게 안착되는 PCB(10)를 램프(220)로 조명하고 카메라(230)로 촬영함으로써, PCB 영상을 획득할 수 있다.
도면을 참조하면, 받침대(210)의 상부에는 관통구(253)가 형성된 4각판 형상의 상면(251) 및 상면(251)의 각 변에 하향 경사지게 이어지는 4개의 사면(252)으로 구성되는 조명부 프레임(150)이 설치되고, 조명부 프레임(150)의 안쪽면(상면의 저면 및 사면의 저면)에 램(220)가 설치되며, 받침대(210)에 안착된 PCB(10)의 부품 실장면을 상면(151)에 형성된 관통구(253)를 통해 카메라(230)로 촬영하게 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 램프(220)는 적외선 램프(221)와 가시광 램프(220)로 구성되며, 적외선 램프(221) 및 가시광 램프(222)는 각각 조명부 프레임(150)의 상면(251) 및 사면(252)마다 설치되어 있어서, 각각 PCB(10)의 상부에서 부품 실장면을 향해 사방에서 하향 경사지게 조명하게 되어 있다. 이에, 종류가 다양하고 개수도 많은 복수의 부품들이 실장된 PCB(10)에서 검사하려는 콘덴서(11)를 다른 종류의 부품에 일부 가려져 있더라도 조명할 수 있다.
그리고, 카메라(230)도 적외선 카메라(231)과 가시광 카메라(232)로 구성되어서, PCB(10)의 적외선 영역 영상 및 가시광 영역 영상을 얻을 수 있다.
즉, 상기 테스트룸(200)은 PCB(10)의 부품 실장면을 가시광 램프(222)로 조명하고 가시광 카메라(232)로 촬영하는 가시광 촬영동작과, 적외선 램프(221)로 조명하고 적외선 카메라(231)로 촬영하는 적외선 촬영동작을 갖추게 된다.
이하 컨트롤장치(500)에 의해 이루어지는 청소동작 및 검사동작에 대해서 설명한다.
도 7은 컨트롤장치(500)의 블록구성도이다.
컨트롤장치(500)는 클린룸(100)에 구비된 온오프 스위치(170)가 온 조작될 시에 클린룸(100)을 청소동작시키는 클린동작 컨트롤부(510)와, 테스트룸(200)에 구비된 온오프 스위치(240)가 온 조작될 시에 테스트룸(200)을 촬영동작시키고 촬영하여 얻는 영상을 이용하여 PCB 검사동작을 수행하는 테스트동작 컨트롤부(520)를 구비하며, 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
클린동작 컨트롤부(510)는 슬롯(113)의 막힌 위치 및 변위센서(116)로 감지되는 이동블록(115)의 위치에 근거하여 PCB(10)의 크기를 획득하는 PCB크기판정부(511); 슬롯(113)의 막힌 위치를 기준점으로 PCB(10)가 차지하는 범위를 선정하는 범위선정부(512); 및 선정한 범위 내에서 공기를 고르게 분사하도록 팬틸트장치(120)를 제어하는 팬틸트조정부(513);를 포함한다.
여기서, PCB(10)의 크기는 슬롯(113)의 막힌 위치를 직사각형의 일 꼭지점으로 하고, 이동블록(115)의 위치로부터 직사각형의 폭 및 높이를 산출함으로써, 얻을 수 있다. PCB(10)가 차지하는 범위는 슬롯(113)의 막힌 위치를 꼭지점으로 하여 상기에서 획득한 PCB(10) 크기의 판이 세워졌을 시에 에어건(140)에서 그 판을 바라본 입체각에 해당된다. 물론, 입체각은 직사각형의 범위로 된다. 이에, 상기 팬틸트조정부(513)은 에어건(140)의 공기 분사 방향을 팬/틸트(PAN/TILT) 조정하면서 입체각 범위 내를 고르게 공기 분사시킴으로써, PCB(10)의 부품 실장면 전체에 고르게 공기가 분사되게 한다. 결국, PCB(10)의 부품 실장면은 전면이 고르게 청소된다.
테스트동작 컨트롤부(520)는 PCB(10)에 실장된 부품 중에 검사할 부품을 특정하는 부품 특정동작을 위해 마련된 가시광 영상 판독부(521) 및 부품선택부(522); 특정한 부품을 검사하는 검사동작을 위해 마련된 적외선 영상 획득부(523) 및 부품 검사부(524); 검사결과를 출력하는 자료 출력동작을 위해 마련된 결과출력부(525); 부품 특정동작 및 검사동작에 필요한 데이터를 저장하는 데이터저장부(526); 를 포함하며, 상기 테스트룸(200)의 온오프 스위치가 온 조작될 시에 부품 특정동작, 검사동작 및 자료 출력동작을 순차적으로 수행한다.
본 발명의 실시예에서는 PCB(10)에 실장된 부품 중에서 콘덴서(11)의 불량 여부를 검사하게 구성되므로, 부품 특정동작에서는 PCB(10)에 실장된 콘덴서를 탐지하고 최종적으로 입력부(310)로 특정하게 한다.
그리고, 상기 데이터저장부(526)에는 콘덴서의 형상적 특징정보와 우량 콘덴서 영상정보를 콘덴서의 종류별로 미리 저장되어 있다. 여기서, 우량 콘덴서 영상정보는 예를 들면, 일본 공개특허 제2009-008486호 또는 일본 등록특허 제5383877호에서처럼 우량 콘덴서에 적외선을 조사한 후 적외선 카메라로 촬영할 시에 얻게 되는 영상이며, 정확성을 기하기 위해서는 본 발명에 따라 제작한 테스트룸(200)의 내부에 종류별 우량 콘덴서를 넣고 적외선 촬영하여 얻는 것이 좋다.
상기 가시광 영상 판독부(521)는 상기 테스트룸(200)의 온오프 스위치가 온 조작될 시에 테스트룸(200)을 가시광 촬영동작시켜 PCB(10)의 가시광 영역 영상을 획득하고 데이터저장부(526)에 저장된 콘덴서의 형상적 특징정보에 대응되는 콘덴서를 PCB(10)의 가시광 영역 영상에서 탐지한다. 여기서, 가시광 영역 영상 대신에 적외선 영상으로 콘덴서를 탐지하여도 되지만, 탐지의 정확성을 높이고 사람이 콘덴서의 종류를 정확하게 구분하게 하기 위해서, 가시광 영역 영상으로 콘덴서를 탐지한다.
상기 부품선택부(522)는 탐지한 콘덴서의 종류를 가시광 영역 영상 상에 표시한 화면을 모니터(300)로 출력한 이후, 검사할 콘덴터를 입력부(310)를 통해서 최종적으로 특정받는다.
콘덴서는 전해 콘덴서, 탄탈 콘덴서, 세라믹 콘덴서, 적층 세라믹 콘덴서, 스트롤 콘덴서, 슈터 콘덴서, 폴리에스테르 콘덴서, 폴리프로필렌 콘덴서, 마이카 콘덴서 등 그 종류가 다양하다. 이러한 다양한 종류에 의해서, 비록 상기한 형상적 특징정보로 그 종류를 탐지하더라도 탐지오류에 의해 콘덴서의 종류를 틀리게 탐지할 수 있다. 또한, 형상적으로 유사한 다른 부품이 콘덴서로 오인되어 탐지될 수도 있다. 이에, 입력부(310)를 통해서 탐지오류를 수정받아 검사할 콘덴서를 최종적으로 특정한다. 본 발명을 사용하는 사용자는 PCB의 가시광 영상을 모니터를 통해 육안으로 볼 수 있으므로 탐지오류를 쉽게 발견하여 수정할 수 있다. 이때의 수정은 콘덴서 종류의 오탐지, 탐지 누락, 콘덴서가 아닌 부품의 탐지에 대한 수정을 포함한다.
상기 적외선 영상 획득부(523)는 상기와 같이 PCB 상의 검사할 콘덴서를 특정받은 이후 상기 테스트룸(200)을 적외선 촬영동작시켜서 적외선 영상을 획득한다.
상기 부품 검사부(524)는 특정된 콘덴서의 종류에 대응되는 우량 콘덴서 영상을 PCB의 적외선 영상 상의 탐지위치의 콘덴서 이미지와 대조하여 차분 영상을 획득하고, 이때 차분 영상이 미리 설정된 오차 이상이면 불량으로 판정하고, 미리 설정된 오차 미만이면 우량품으로 판정한다.
상기 결과출력부(525)는 탐지 결과에 따른 불량 여부와 탐지 및 특정에 의해 확인된 콘덴서 종류를 나타내는 표식을 가시광 영역 영상 상에 탐지 위치에 대응되게 겹쳐서 모니터(300)로 출력하고, 아울러, 프린트물로서 프린터(400)로 출력한다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
1 : 테이블 10 : PCB 11 : 콘덴서
100 : 클린룸
101 : 도어 102 : 레일 103 : 배출구
110 : 고정대 111 : 하부 프레임 112 : 4각 프레임
113 : 슬롯 114 : 로드 115 : 이동블록
115a : 클램프 115b : 홈부 116 : 변위센서
120 : 팬틸트장치 121 : 팬 모터 122 : 틸트 모터
130 : 송풍기 140 : 에어건 150 : 필터
160 : 배기팬 170 : 온오프 스위치
200 : 테스트룸
201 : 도어 202 : 레일
210 : 받침대 220 : 램프 221 : 적외선 램프
222 : 가시광 램프 230 : 카메라 231 : 적외선 카메라
232 : 가시광 카메라 240 : 온오프 스위치
250 : 조명부 프레임 251 : 상면 252 : 사면
253 : 관통구
300 : 모니터 310 : 입력부
400 : 프린터
500 : 컨트롤장치
510 : 클린동작 컨트롤부
511 : PCB크기판정부 512 : 범위선정부 513 : 팬틸트조정부
520 : 테스트동작 컨트롤부
521 : 가시광 영상 판독부 522 : 부품선택부
523 : 적외선 영상 획득부 524 : 부품 검사부
525 : 결과출력부 526 : 데이터저장부

Claims (3)

  1. 삭제
  2. PCB를 청소하기 위한 클린룸(100), PCB에 실장된 부품을 검사하기 위한 테스트룸(200), 및 PCB 영상을 화면 출력하는 모니터(300)를 하나의 테이블(1) 상에 일렬로 배치하고, 클린룸(100), 테스트룸(200) 및 모니터(300)의 동작을 컨트롤장치(500)로 제어하되,
    상기 클린룸(100)은 PCB를 도어를 통해 내부에 넣어 내부의 고정대(110)에 고정하게 되어 있고, 구비된 온오프 스위치를 온 조작할 시에 에어건을 팬/틸트(PAN/TILT) 조정하여 공기를 PCB의 전면에 고르게 분사함과 동시에 내부 공기를 배출구로 배출시킴으로써 PCB를 청소하고, 배출구에서 배출 공기가 광촉매 필터를 통과한 후 배기팬에 의해 원활하게 배출되게 하며,
    상기 테스트룸(200)은 PCB를 도어를 통해 내부에 넣어 내부의 받침대에 안착하게 되어 있고, 구비된 온오프 스위치를 온 조작할 시에 PCB의 부품 실장면을 적외선 램프로 조명하고 적외선 카메라로 촬영함으로써 PCB 영상을 획득하고,
    상기 컨트롤장치(500)은 상기 클린룸(100)의 온오프 스위치가 온 조작될 시에 상기 클린룸(100)를 청소 동작시키고, 상기 테스트룸(200)의 온오프 스위치가 온 조작될 시에는 상기 테스트룸(200)으로 획득한 PCB 영상을 상기 모니터(300)에 출력하여 PCB 실장 부품 중에 검사할 부품을 입력부(310)를 통해 특정받은 후, 특정받은 부품의 영상을 추출하고, 미리 저장된 우량 부품 영상 중에 특정받은 부품에 대응되는 우량 부품 영상과 추출한 특정받은 부품 영상의 차분 영상으로부터 불량 여부를 판정하고, 특정받은 부품의 PCB 상 위치 및 불량 여부 판정결과를 나타내는 표식을 PCB 영상에 겹쳐지게 모니터로 출력하되,
    상기 클린룸(100)의 고정대(110)는
    수직으로 세워지는 4각 프레임(112);
    4각 프레임의 하변 양단의 꼭지점 중에 어느 하나의 꼭지점과 접하지 아니한 두변에서 각각 상기 어느 하나의 꼭지점을 향하게 설치한 로드(114);
    4각 프레임의 하변을 따라 구비되고 양단 중에 상기 어느 하나의 꼭지점이 있는 단부가 막혀있어 PCB의 하변을 삽입함에 따라 막혀있는 단부에 PCB가 걸리게 한 슬롯(113);
    로드(114)를 따라 이동 및 이동 멈춤이 가능하게 장착되며 PCB의 변을 'ㄷ'자형의 홈에 끼워지게 한 이동블록(115);
    이동블록의 위치를 감지하는 변위센서(116);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 컨트롤장치(500)는 슬롯(113)의 막힌 위치 및 변위센서(116)로 감지한 이동블록(115)의 위치에 근거하여 PCB의 크기를 획득하며, 획득한 PCB 크기를 에어건의 분사 범위로 에어건의 방향을 팬/틸트(PAN/TILT) 조정함을 특징으로 하는 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    프린터(400)를 더욱 구비하고,
    상기 테스트룸(200)은 PCB 부품 실장면을 가시광 램프로 조명하고 가시광 카메라로 촬영하는 가시광 촬영동작과, 적외선 램프로 조명하고 적외선 카메라로 촬영하는 적외선 촬영동작을 갖추며,
    상기 입력부(310)로 특정받는 부품은 콘덴서이고, 콘덴서의 형상적 특징정보와 우량 콘덴서에 적외선을 조사한 후 촬영할 시에 얻게 되는 우량 콘덴서 영상정보가 콘덴서의 종류별로 상기 컨트롤장치(500)에 저장되어 있으며,
    상기 컨트롤장치(500)는 상기 테스트룸(200)의 온오프 스위치가 온 조작될 시에 부품 특정동작 및 검사동작을 순차적으로 진행하되,
    상기 부품 특정동작은 상기 테스트룸(200)의 가시광 촬영동작으로 가시광 영역 영상을 획득하여 콘덴서 종류별 형상적 특징정보에 대응되는 콘덴서를 가시광 영역 영상 상에서 탐지한 후, 탐지한 콘덴서의 종류를 가시광 영역 영상 상에 표시하여 모니터(300)로 출력하며, 이후, 콘덴서의 탐지오류를 입력부에 의해 수정받아 검사할 콘덴서를 특정하고,
    상기 검사동작은 특정된 콘덴서의 이미지를 상기 테스트룸(200)의 적외선 촬영동작으로 획득하는 적외선 영역 영상으로부터 추출한 후, 특정된 콘덴서의 종류에 대응되는 우량 콘덴서 영상과의 차분 영상으로부터 불량 여부를 판정하고, 불량 여부 및 콘덴서 종류를 가시광 영역 영상 상에 콘덴서 위치에 대응되게 표시한 프린트물을 상기 프린터로 출력함을 특징으로 하는 전기전자 부품 실장된 인쇄회로기판의 수리를 위한 청소 검사장치.
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