KR101557783B1 - 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 비전검사장치는 부품이 실장된 기판을 카메라로 촬영한 후 촬영된 이미지를 미리 입력된 대상 이미지와 비교하여 검사대상물의 양호 또는 불량을 판별하기 위한 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치로서, 상기 비전검사장치의 각종 구성들을 수용하기 위한 스테이지부와, 상기 스테이지부의 상부에서 기판을 전달받고 다음 공정장치로 기판을 전달하기 위한 이송부재와, 상기 이송부재의 이동 방향(X 방향)에 수직한 방향(Y 방향)으로 이동되도록 구성되는 검사부재와, 상기 검사부재에 포함되는 카메라부에서 촬영된 영상을 판독하여 상기 검사대상물의 양호 또는 불량을 판별하는 비전처리부와, 상기 검사부재에 의해 불량으로 판단되는 기판을 배출하기 위한 불량기판배출부재와, 상기 비전검사장치의 각종 구성들을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 검사부재에 의해 양호로 판단되는 기판은 상기 이송부재의 이동 방향(X 방향)으로 배출되며, 상기 검사부재에 의해 불량으로 판단되는 기판은 상기 이송부재에 의해 상기 이송부재의 이동 방향에 수직한 방향(Y 방향)으로 이동되어 상기 불량기판배출부재쪽으로 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 기판에 대한 검사를 자동적으로 수행하면서도 전체 장치가 컴팩트하게 구성될 수 있다.

Description

컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치{COMPACT VISION INSPECTION APPARATUS}

본 발명은 피시비 기판의 양호 불량을 자동으로 검사하면서도, 전체 장치가 컴팩트하게 구성되는 비전검사장치에 관한 발명이다.

일반적으로, 인쇄회로기판(PCB) 등에 표면실장부품을 조립하는 표면실장기술(SMT; Surface Mounting Technology)은 표면실장부품(SMD; Surface Mounting Device)을 소형화/집적화하는 기술과, 이러한 표면실장부품을 정밀하게 조립하기 위한 정밀조립장비의 개발 및 각종 조립장비를 운용하는 기술을 포함한다.

통상적으로, 표면실장라인은 표면실장기와 비전검사장치 같은 장비들로 구성된다.

상기 표면실장기는 표면실장부품을 인쇄회로기판상에 실장하는 장비로서, 테입(Tape), 스틱(Stick), 트레이(Tray) 형태로 공급되는 각종 표면실장부품을 부품공급기(Feeder)로부터 공급받아 인쇄회로기판 상의 실장위치에 올려놓는 작업을 수행한다.

그리고, 상기 비전검사장치는 표면실장부품의 납땜공정 완료 전 또는 완료 후, 표면실장부품의 실장상태를 검사하며 검사결과에 따라 다음 공정으로 인쇄회로기판을 이송시키게 된다.

통상적인 비전검사방법은, 컨베이어를 통해 검사대상물이 이송되면 인쇄회로기판의 각 영역을 촬영하고, 촬영 부분을 기준 형상과 비교함으로써, 부품 실장의 양호/불량 및 표면실장부품의 실장 유/무를 검사하게 된다.

본 발명의 목적은, 기판에 대한 검사를 자동적으로 수행하면서도 전체 장치가 컴팩트하게 구성되는 비전검사장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비전검사장치는 부품이 실장된 기판을 카메라로 촬영한 후 촬영된 이미지를 미리 입력된 대상 이미지와 비교하여 검사대상물의 양호 또는 불량을 판별하기 위한 기판 비전검사장치로서, 상기 비전검사장치의 각종 구성들을 수용하기 위한 스테이지부와, 상기 스테이지부의 상부에서 기판을 전달받고 다음 공정장치로 기판을 전달하기 위한 이송부재와, 상기 이송부재의 이동 방향(X 방향)에 수직한 방향(Y 방향)으로 이동되도록 구성되는 검사부재와, 상기 검사부재에 의해 불량으로 판단되는 기판을 배출하기 위한 불량기판배출부재와, 상기 비전검사장치의 각종 구성들을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 검사부재에 의해 양호로 판단되는 기판은 상기 이송부재의 이동 방향(X 방향)으로 배출되며, 상기 검사부재에 의해 불량으로 판단되는 기판은 상기 이송부재에 의해 상기 이송부재의 이동 방향에 수직한 방향(Y 방향)으로 이동되어 상기 불량기판배출부재쪽으로 배출되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 불량기판배출부재는 상기 이송부재의 이동방향(X 방향) 및 상기 검사부재의 이동방향(Y 방향) 모두에 수직한 방향(높이 방향, Z 방향)으로 구동되도록 구성된다.

여기서, 상기 이송부재로부터 불량으로 판단된 기판을 상기 불량기판배출부재쪽으로 이송시키기 위한 푸셔부재를 추가적으로 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 이송부재는 높이방향(Z 방향)으로 구동되도록 구성된다.

또한, 상기 이송부재에는 상부에 배치되는 기판에 음압을 인가하기 위한 음압인가부가 형성될 수 있다.

한편, 상기 이송부재가 이전 공정장치로부터 기판을 전달받는 부분에서 상기 이송부재 상부에는 기판의 높이방향 이동을 간섭하기 위한 스토퍼부재가 설치될 수 있다.

본 발명에 의해, 기판에 대한 검사를 자동적으로 수행하면서도 전체 장치가 컴팩트하게 구성될 수 있다.

첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치의 외관 사시도이며,
도 2 는 상기 비전검사장치의 내부 사시도이며,
도 3 은 상기 비전검사장치에 포함되는 이송부재의 사시도이며,
도 4 는 상기 이송부재의 내부 사시도이며,
도 5 는 상기 이송부재의 후방 사시도이며,
도 6 은 상기 비전검사장치에 포함되는 푸셔부재의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치의 외관 사시도이며, 도 2 는 상기 비전검사장치의 내부 사시도이며, 도 3 은 상기 비전검사장치에 포함되는 이송부재의 사시도이며, 도 4 는 상기 이송부재의 내부 사시도이며, 도 5 는 상기 이송부재의 후방 사시도이며, 도 6 은 상기 비전검사장치에 포함되는 푸셔부재의 사시도이다.

본 발명에 따른 비전검사장치는 부품이 실장된 기판을 카메라로 촬영한 후 촬영된 이미지를 미리 입력된 대상 이미지와 비교하여 검사대상물의 양호 또는 불량을 판별하기 위한 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치로서, 상기 비전검사장치의 각종 구성들을 수용하기 위한 스테이지부(10)와, 상기 스테이지부(10)의 상부에서 기판을 전달받고 다음 공정장치로 기판을 전달하기 위한 이송부재(20)와, 상기 이송부재(20)의 이동 방향(X 방향)에 수직한 방향(Y 방향)으로 이동되도록 구성되는 검사부재(30)와, 상기 검사부재에 의해 불량으로 판단되는 기판을 배출하기 위한 불량기판배출부재(40)와, 상기 비전검사장치의 각종 구성들을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 검사부재(30)에 의해 양호로 판단되는 기판은 상기 이송부재(20)의 이동 방향(X 방향)으로 배출되며, 상기 검사부재(30)에 의해 불량으로 판단되는 기판은 상기 이송부재(20)에 의해 상기 이송부재(20)의 이동 방향(X 방향)에 수직한 방향(Y 방향)으로 이동되어 상기 불량기판배출부재(40)쪽으로 배출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 비전검사장치는 표면실장라인에서 작업을 마친 인쇄회로기판을 검사하며, 선행장비로부터 기판을 전달 받아 검사를 마친 후 다음 공정장치로 전달한다.

상기 비전검사장치는 선, 후행 장비 사이의 공간에 설치되거나, 또는 선, 후행장비와 연계되지 않고 단독 테이블 형태로도 사용될 수 있다.

상기 스테이지부(10)는 상기 비전검사장치의 각종 구성들을 수용하기 위한 구성으로서, 상기 스테이지부(10) 상에 셔틀 타입의 상기 이송부재(20)가 배치된다.

상기 이송부재(20)는 롤러(22)와 벨트(24)를 포함하여 구성되어, 이전 공정으로부터 기판을 전달받아 기판받침부(26)에 기판을 안착시킨다.

상기 이송부재(20)에 포함되는 한쌍의 벨트(24) 사이의 간격은 모터(27) 및 스크류 축을 통해 기판의 크기에 따라 가변적으로 조절될 수 있다.

상기와 같이 이송부재(20)의 기판받침부(26) 상에 기판을 안착시킨 상태에서 상기 이송부재(20)는 상기 스테이지부(10)를 가로질러 하방으로 이동된다.

여기서, 상기 이송부재(20)의 최초 위치에서 하방으로 이동된 상태(20-1)를 향하는 방향을 X 방향이라 한다.

상기 이송부재(20)에 포함되는 기판받침부(26)에는 음압(석션압력)을 인가할 수 있는 개구(음압인가부)가 형성되고, 상기 기판받침부(26) 하부에는 음압인가부재가 설치되어, 상기 기판받침부(26) 상에 안착되는 기판에 음압을 인가함으로써 상기 기판받침부(26) 상에 기판을 안정적으로 안착시킬 수 있다.

여기서, 상기 기판받침부(26)는 모터(21)의 구동에 의해 도 3, 4 에 도시된 화살표 방향 즉, 높이 방향(Z 방향)으로 구동되도록 구성되며, 상기 기판받침부(26) 상에 기판을 안착시킨 상태에서 상방으로 구동된다.

상기 이송부재(20)에는 기판감지센서(29)가 설치되어, 이전 공정으로부터 전달받은 기판이 제 위치에 안착되었는지의 여부를 감지하게 된다.

한편, 상기 기판받침부(26) 상부에는 직선형의 스토퍼부재(28)가 설치되며, 상기 기판받침부(26)에 기판을 안착시킨 상태에서 상방으로 구동되어 기판을 상기 스토퍼부재(28)에 접촉시켜 가압한다.

그리하여, 직선형의 상기 스토퍼부재(28)에 기판을 접촉시켜 가압함으로써, 기판을 전체적으로 평평한다.

이후, 상기 기판받침부(26)는 아래로 다소간 하강되어, 상기 스테이지부(10)를 가로질러 하방(20-1)으로 이동된다.

한편, 상기 검사부재(30)는 카메라를 포함하여 구성되며, 상기 기판받침부(26) 상에 안착되는 기판을 촬영하여 기준 영상과 비교함으로써, 기판의 양 불량을 판단한다.

상기 검사부재(30)는 상기 스테이지부(10) 상에서 상기 이송부재(20)의 이동 방향(X 방향)에 수직한 방향 즉, Y 방향으로 구동된다.

그리하여, 상기 이송부재(20)가 X 방향으로 조금씩 이동되는 동안 상기 검사부재(30)는 Y 방향으로 이동되면서 기판을 촬영하도록 구성된다.

상기와 같이 구성됨으로써, 상기 검사부재(30)를 상기 스테이지부(10) 상에서 X, Y 방향으로 이동시키기 위한 복잡한 기구적 구성들이 요구되지 않으며, 단지 상기 검사부재(30)가 Y 방향으로만 구동되어도 전체 기판에 대한 검사가 가능해진다.

상기와 같이 이송부재(20) 상에 안착된 기판이 하방으로 이송되는 동안 검사가 진행되며, 최종적으로 하방 위치(20-1)에 도착한 상태에서 기판이 양호로 판단되는 경우에는 계속적으로 X 방향으로 이송되어 다음 공정장치(예를 들어, 땜납 리플로우 공정장치)로 전달된다.

하지만, 만약 기판이 불량으로 판단된 경우에는, 하방 위치(20-1)에서 상기 이송부재(20)가 푸셔부재(50) 쪽으로 이동된다.

즉, 상기 기판받침부(26) 상에 기판이 안착된 상태에서 도 2 및 6 에 도시된 푸셔부재(50)의 푸셔(52) 앞에 기판이 배치될 수 있도록 상기 이송부재(20)가 Y 방향으로 이송된다.

그리하여, 상기 푸셔부재(50)에 포함되는 실린더축(56)을 통해 상기 푸셔(52)를 전방(도 6 에서 좌측방향, 도 6 은 최초 상태에서 전방으로 이동된 상태 간략 도시함)으로 밀고, 결과적으로 상기 푸셔(52)가 기판을 상기 불량기판배출부재(40)쪽으로 밀게 된다.

상기 푸셔(52)는 고정플레이트(54) 상에 설치된 상태에서 높이 방향으로 구동될 수 있도록 구성된다.

상기 불량기판배출부재(40)는 높이 방향 즉, Z 방향으로 구동되도록 구성되며, 따라서 최초 상승된 상태에서 불량기판을 전달받아 적재하며, 점차적으로 하강되면서 복수 개의 불량기판들을 적재할 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 제어부는 본 발명에 따른 검사장치 전체의 구동을 제어하며, 시스템 제어 프로그램에 따라 검사장치의 위치제어와 촬영된 영상의 처리를 담당함은 물론 데이터 연산 작업을 수행한다.

아울러, 상기 제어부는 검사결과를 모니터(200)에 출력하기 위한 출력장치 제어와 작업자가 제반사항을 설정 및 입력할 수 있는 입력장치 제어 등 검사장치의 총괄적인 제어를 담당한다.

상기 비전검사장치의 일측에는 표시등(300)이 설치되어, 기판의 불량 또는 불량기판이 소정 갯수 상기 불량기판배출부재(40)에 적재되는 경우 이를 외부로 알릴 수 있도록 구성된다.

본 발명에 따른 비전검사장치 내에서 양호 기판은 상기 스테이지부(10)를 가로질러 X 방향으로 이송되며, 불량기판의 경우 최초 X 방향으로 이송되다가 Y 방향으로 이송되며, 다시 X 방향(최초 방향과 반대 방향)으로 이송되어, 결국 "ㄷ" 자 형상의 경로로 이송된다.

불량기판이 상기와 같이 "ㄷ" 자 경로를 따라 이송되어 외부로 배출되도록 구성됨으로써, 상기 푸셔부재(50)와 불량기판배출부재(40)는 상기 이송부재(20)의 이동 경로 측부에 배치될 수 있다.

따라서, 상기 이송부재(20)와 푸셔부재(50) 및 불량기판배출부재(40)들이 전체적으로 대략 정사각 형상의 공간 내에 배치될 수 있으며, 따라서 전체 장치가 컴팩트하게 구성될 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

10: 스테이지부
20: 이송부재
30: 검사부재
40: 불량기판배출부재
50: 푸셔부재
100: 비전검사장치

Claims (6)

1. 부품이 실장된 기판을 카메라로 촬영한 후 촬영된 이미지를 미리 입력된 대상 이미지와 비교하여 검사대상물의 양호 또는 불량을 판별하기 위한 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치로서,
   상기 비전검사장치의 각종 구성들을 수용하기 위한 스테이지부와;
   상기 스테이지부의 상부에서 기판을 전달받고 다음 공정장치로 기판을 전달하기 위한 이송부재와;
   상기 이송부재의 이동 방향(X 방향)에 수직한 방향(Y 방향)으로 이동되도록 구성되는 검사부재와;
   상기 검사부재에 의해 불량으로 판단되는 기판을 배출하기 위한 불량기판배출부재와;
   상기 비전검사장치의 각종 구성들을 제어하는 제어부를 포함하며,
   상기 검사부재에 의해 양호로 판단되는 기판은 상기 이송부재의 이동 방향(X 방향)으로 배출되며, 상기 검사부재에 의해 불량으로 판단되는 기판은 상기 이송부재에 의해 상기 이송부재의 이동 방향(X 방향)에 수직한 방향(Y 방향)으로 이동되어 상기 불량기판배출부재쪽으로 배출되고,
   상기 불량기판배출부재는 상기 이송부재의 이동방향(X 방향) 및 상기 검사부재의 이동방향(Y 방향) 모두에 수직한 방향(높이 방향, Z 방향)으로 구동되도록 구성되며,
   상기 이송부재로부터 불량으로 판단된 기판을 상기 불량기판배출부재쪽으로 이송시키기 위한 푸셔부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이송부재는 높이방향(Z 방향)으로 구동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 이송부재에는 상부에 배치되는 기판에 음압을 인가하기 위한 음압인가부가 형성되는 것을 특징으로 하는 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 이송부재가 이전 공정장치로부터 기판을 전달받는 부분에서 상기 이송부재 상부에는 기판의 높이방향 이동을 간섭하기 위한 스토퍼부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 컴팩트한 구성의 기판 비전검사장치.
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