KR101568870B1 - 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검사대상이 되는 인쇄회로기판의 솔더 레지시트(S/R) 부분을 촬상한 컬러 상태의 S/R이미지로부터 색상코드인 RGB 값을 획득하고, 획득한 RGB 값을 상관색온도인 CCT 값으로 변환하며, 변환된 복수개의 CCT 값으로부터 정상 CCT 값의 범위를 산정하고, 산정된 정상 CCT 값의 범위를 기반으로 불량 부분을 검출하는 프로세스를 갖는 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법은, 검사대상이 되는 인쇄회로기판의 솔더 레지시트(S/R) 부분을 촬상하여 컬러 상태의 S/R이미지를 획득하는 이미지획득단계와; 상기 이미지획득단계에서 획득된 S/R이미지로부터 색상분석 프로그램을 통해 픽셀 단위로 색상코드인 R, G, B 값을 추출하는 RGB추출단계와; 상기 RGB추출단계에서 추출된 R, G, B 값으로부터 정해진 제1수학식에 의해 광원의 3자 극치인 X, Y, Z 값을 산출하는 XYZ산출단계와; 상기 XYZ산출단계에서 산출된 X, Y, Z 값으로부터 정해진 제2수학식에 의해 상관색온도인 CCT 값을 산출하는 CCT산출단계와; 상기 CCT산출단계에서 산출된 복수개의 CCT 값을 기반으로 정상 CCT 값의 범위를 산정하고, 상기와 같이 산정된 정상 CCT 값의 범위를 벗어난 인쇄회로기판의 해당 부분을 불량으로 판정하는 양불판정단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법{INSPECTING METHOD FOR PCB S/R USING CORRELATED COLOR TEMPERATURE}

본 발명은 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검사대상이 되는 인쇄회로기판의 솔더 레지시트(S/R) 부분을 촬상한 컬러 상태의 S/R이미지로부터 색상코드인 RGB 값을 획득하고, 획득한 RGB 값을 상관색온도인 CCT 값으로 변환하며, 변환된 복수개의 CCT 값으로부터 정상 CCT 값의 범위를 산정하고, 산정된 정상 CCT 값의 범위를 기반으로 불량 부분을 검출하는 프로세스를 갖는 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법에 관한 것이다.

통상, 인쇄회로기판은 페이퍼-페놀(Paper Phenol) 수지 또는 글래스-에폭시(Glass Epoxy) 수지 등과 같은 재질의 기판 상에 동판을 적층시키고, 패턴(Pattern) 인쇄 및 식각(Etching) 등의 기술에 의해 배선을 위한 동박을 도형으로 완성시킨 것이다.

최근 인쇄회로기판은 전자기술의 발달로 고집적도 부품을 실장시키기 위하여 경박단소화되고 있으며, 인쇄회로기판은 집적도를 높이는 기본 요소로서 그 중요성이 높아지고 있다.

특히, 인쇄회로기판은 집적도가 높아짐에 비례하여 패턴이 미세화되고, 미세한 패턴에 의하여 정교한 공정 수행이 요구되고 있어서, 매 공정마다 철저한 검사를 수행하고 있다.

그리고 인쇄회로기판은 세트 메이커(Set Maker)에 의해 전자제품에 장착된 후 그 결함이 발견되면 전자제품의 전체 신뢰도를 떨어뜨리기 때문에 항상 전수검사를 실시한다.

그러나 매 공정이 수행된 후 실시되는 검사공정은 작업자들의 시각 등 감각에 의존하여 수행되는 것이 일반적이었다.

그러나, 작업자의 시각을 통하여 표면 상태를 검사하는 방법은 작업자, 주위 밝기 및 시간 등의 주위 환경에 대한 다양한 변수에 크게 영향을 받아 정확한 검사가 어려웠을 뿐만 아니라 표면 상태의 검사결과에 대한 반복성과 재현성의 구현에도 한계가 있어서 인쇄회로기판의 불량여부를 판정할 수 있는 데이터의 정량화를 달성할 수 없다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 작업자의 감각에 의존하는 검사 방법의 문제점을 해결해보고자 종래기술로 등록특허공보 제10-0557526호(공고일자: 2006.03.03.)에는 "RGB 컬러를 이용한 인쇄회로기판의 표면 상태 분석시스템 및 방법"이 제안된 바 있다.

하지만, 상기의 종래기술은 인쇄회로기판의 금속(metal) 패턴 부분의 산화, 오염 및 구조 등의 불량 여부 검사에 이용되는 기술로 인쇄회로기판에서 상기 금속 패턴을 제외한 나머지 영역인 솔더 레지스트(Solder Resist) 부분에 크랙이 발생하였는지 여부 등의 검사에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.

즉, 인쇄회로기판에서 솔더 레지스트(Solder Resist) 부분은 동이 노출되는 것을 막거나 금속으로 인한 쇼트를 방지하는 역할을 하는 인쇄회로기판의 대다수의 영역을 차지하는 부분으로 불량 발생률이 높아 작업자의 육안에 의한 검사 방법 이외에 새로운 검사 방법이 요구되고 있으나 상기의 종래기술과 같은 RGB 컬러 분석 방식(R, G, B 값 즉, 3개의 색상코드를 복합적 비교 분석하는 방식)은 통상 단색으로 형성된 솔더 레지시트 영역의 불량을 판정하는 데에는 적합하지 않고, 양불 판정을 위한 기준을 설정하기 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 본 발명은 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 영역을 검사함에 있어 작업자의 감각에 의존하지 않고 정량적인 데이터 분석 방법을 이용함으로써 불량률을 현저히 감소시킬 수 있고, 상관색온도인 CCT 값을 이용하여 인쇄회로기판의 불량 여부를 판정함으로써 판정이 신속 정확함은 물론 양불 판정의 기준을 설정하기 용이한 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법은, 검사대상이 되는 인쇄회로기판의 솔더 레지시트(S/R) 부분을 촬상하여 컬러 상태의 S/R이미지를 획득하는 이미지획득단계와; 상기 이미지획득단계에서 획득된 S/R이미지로부터 색상분석 프로그램을 통해 픽셀 단위로 색상코드인 R, G, B 값을 추출하는 RGB추출단계와; 상기 RGB추출단계에서 추출된 R, G, B 값으로부터 정해진 제1수학식에 의해 광원의 3자 극치인 X, Y, Z 값을 산출하는 XYZ산출단계와; 상기 XYZ산출단계에서 산출된 X, Y, Z 값으로부터 정해진 제2수학식에 의해 상관색온도인 CCT 값을 산출하는 CCT산출단계와; 상기 CCT산출단계에서 산출된 복수개의 CCT 값을 기반으로 정상 CCT 값의 범위를 산정하고, 상기와 같이 산정된 정상 CCT 값의 범위를 벗어난 인쇄회로기판의 해당 부분을 불량으로 판정하는 양불판정단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법은, 상기 XYZ산출단계에서의 제1수학식은,

이고,

상기 CCT산출단계에서의 제2수학식은,

인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법은, 상기 CCT산출단계에서 산출된 복수개의 CCT 값들을 일정 개수씩 그룹으로 묶어 각 그룹별로 CCT 값의 평균값을 산출하는 그룹CCT산출단계를; 더 포함하고, 상기 양불판정단계는, 상기 그룹CCT산출단계에서 산출된 각 그룹별 CCT 값의 평균값을 기반으로 정상 CCT 값의 범위를 산정하고, 상기와 같이 산정된 정상 CCT 값의 범위를 벗어난 인쇄회로기판의 해당 그룹 영역을 불량으로 판정하되, 상기 그룹CCT산출단계에서, 그룹으로 묶여지는 CCT 값들의 개수는 사용자에 의해 조정 가능한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법은 작업자의 감각에 의존하지 않아 불량률을 현저히 감소시킬 수 있는 장점이 있고, 상관색온도인 CCT 값을 이용하여 소수의 불량 여부를 판정함으로써 판정이 신속 정확함은 물론 양불 판정의 기준을 설정하기 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법은 복수개의 CCT 값들을 일정 개수씩 그룹으로 묶은 상태에서 각 그룹별로 CCT 값의 평균값을 산출하되, 그룹으로 묶여지는 CCT 값들의 개수를 사용자에 의해 조정 가능하게 구성함으로써 다양한 검사 환경에서 오류의 임계치의 조정이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법의 흐름도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법의 양불판정단계에 대한 그래프

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법의 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법의 양불판정단계에 대한 그래프이다.

도 1 내지 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법은 이미지획득단계(S10)와, RGB추출단계(S20)와, XYZ산출단계(S30)와, CCT산출단계(S40)과, 그룹CCT산출단계(S50)와, 양불판정단계(S60)를 포함한다.

상기 이미지획득단계(S10)는 검사대상이 되는 인쇄회로기판의 솔더 레지시트 부분을 촬상하여 컬러 상태의 S/R이미지를 획득하는 단계이다.

즉, 인쇄회로기판은 금속(metal) 패턴 부분과, 나머지 대다수 부분인 솔더 레지시트(S/R) 부분으로 이루어지는데 본 발명의 검사 대상은 솔더 레지시트(S/R) 부분이므로 상기 이미지획득단계(S10)는 솔더 레지시트(S/R) 부분에 대한 이미지인 S/R이미지를 획득하는 것이다.

물론, 검사대상이되는 인쇄회로기판을 카메라로 촬상할 경우 솔더 레지시트(S/R) 부분은 물론 금속(metal) 패턴 부분이 동시에 촬상될 수 있지만, 금속(metal) 패턴 부분이 솔더 레지시트(S/R) 부분의 검사에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서는 S/R이미지에서 금속(metal) 패턴 부분은 예외 처리되도록 동일한 색 및 패턴으로 소프트웨어적인 마스크(mask)를 입혀 처리하는 것이 바람직하다.

금속(metal) 패턴 부분과 솔더 레지스트(S/R) 부분은 색상적으로 상호 극명하게 대비되기 때문에 통상의 기술자라면 어렵지 않게 금속(metal) 패턴 부분에 대해 예외 처리할 수 있다할 것이다.

상기 RGB추출단계(S20)는 상기 이미지획득단계(S10)에서 획득된 S/R이미지로부터 색상분석 프로그램을 통해 픽셀 단위로 색상코드인 R, G, B 값을 추출하는 단계이다.

색상코드인 R, G, B 값은 빛의 삼원색인 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 대해 각각 0 ~ 255 사이의 값을 갖는 것으로 흰색은 (0, 0, 0)의 값을 갖고, 검정색은 (255, 255, 255) 값을 갖는다.

상기 S/R이미지의 각 픽셀에 대한 R, G, B 값은 컴퓨터에서 구동되는 색상분석 프로그램을 통해 R, G, B 각각의 값을 용이하게 추출할 수 있다할 것이다.

하지만, 상기 RGB추출단계(S20)에서 추출된 R, G, B 3개의 값으로는 불량 판정의 기준이 모호하여 판정이 곤란하므로 본 발명에서는 단일의 값을 갖는 상관색온도인 CCT 값을 이용하여 불량 여부를 명확하게 판정하고자 상기 XYZ산출단계(S30)와, 상기 CCT산출단계(S40)를 포함한 것이다.

색온도라 함은 어떤 광원과 동일한 색도를 가지는 완전 방사체(흑체, black body)의 절대 온도를 그 광원의 색온도라 정의하며, 흑체의 궤적에 근접하는 색온도를 상관색온도(CCT: Correlated Color Temperature)라 하는데, 정상 제품에서는 상관색온도인 CCT 값이 일정 범위 내에 형성되고, 솔더 레지시트(S/R) 부분에 크랙 또는 스크래치가 발생되는 등 제품의 불량 부분에서는 CCT 값이 앞서 정해진 범위를 벗어나게 되는 점을 이용해 솔더 레지시트(S/R) 부분의 불량 여부를 판정하게 된 것이다.

상기 XYZ산출단계(S30)는 상기 RGB추출단계(S20)에서 추출된 R, G, B 값으로부터 아래와 같은 수학식 1에 의해 광원의 3자 극치인 X, Y, Z 값을 산출하는 단계이다.

한편, 상기 CCT산출단계(S40)은 상기 XYZ산출단계(S30)에서 산출된 X, Y, Z 값으로부터 Advanced McCamy Algorithm을 이용한 아래와 같은 수학식 2에 의해 상관색온도인 CCT 값을 산출하는 단계이다.

상기 XYZ산출단계(S30)와, 상기 CCT산출단계(S40)를 통해 상기 RGB추출단계에서 추출된 R, G, B 3개의 값은 단일의 값을 갖는 상관색온도인 CCT 값으로 변환되는 것이다.

상기 그룹CCT산출단계(S50)는 상기 CCT산출단계(S40)에서 산출된 복수개의 CCT 값들을 일정 개수씩 그룹으로 묶어 각 그룹별로 CCT 값의 평균값을 산출하는 단계이다.

상기 그룹CCT산출단계(S50)에서 그룹으로 묶여지는 CCT 값들의 개수는 사용자에 의해 조정됨으로써 다양한 검사 환경에서 오류의 임계치의 조정이 가능하게 되는 것이다.

즉, 상기 그룹CCT산출단계(S50)에서 그룹으로 묶여지는 CCT 값들의 개수는 일예로 50개 내지 100개 사이의 값들을 취할 수 있는데, 인쇄회로기판의 종류 및 검사 환경에 따라 그룹으로 묶여지는 CCT 값들의 개수가 사용자에 의해 조정됨으로써 검사 오류를 줄일 수 있게 되는 것이다.

상기 양불판정단계(S60)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 그룹CCT산출단계(S50)에서 산출된 각 그룹별 CCT 값의 평균값을 기반으로 정상 CCT 값의 범위를 산정하고, 상기와 같이 산정된 정상 CCT 값의 범위를 벗어난 인쇄회로기판의 해당 그룹 영역을 불량으로 판정하는 단계이다.

즉, 정상 CCT 값의 범위를 벗어난 특이점을 추출하고, 상기 특이점 정보를 기반으로 인쇄회로기판의 불량을 판정하는 방식을 채택한 것이다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

S10 이미지획득단계
S20 RGB추출단계
S30 XYZ산출단계
S40 CCT산출단계
S50 그룹CCT산출단계
S60 양불판정단계

Claims (3)

1. 검사대상이 되는 인쇄회로기판의 솔더 레지시트(S/R) 부분을 촬상하여 컬러 상태의 S/R이미지를 획득하는 이미지획득단계와;
   상기 이미지획득단계에서 획득된 S/R이미지로부터 색상분석 프로그램을 통해 픽셀 단위로 색상코드인 R, G, B 값을 추출하는 RGB추출단계와;
   상기 RGB추출단계에서 추출된 R, G, B 값으로부터 정해진 제1수학식에 의해 광원의 3자 극치인 X, Y, Z 값을 산출하는 XYZ산출단계와;
   상기 XYZ산출단계에서 산출된 X, Y, Z 값으로부터 정해진 제2수학식에 의해 상관색온도인 CCT 값을 산출하는 CCT산출단계와;
   상기 CCT산출단계에서 산출된 복수개의 CCT 값을 기반으로 정상 CCT 값의 범위를 산정하고, 상기와 같이 산정된 정상 CCT 값의 범위를 벗어난 인쇄회로기판의 해당 부분을 불량으로 판정하는 양불판정단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 상관색온도를 이용한 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 XYZ산출단계에서의 제1수학식은,
   

   

   
   이고,
   상기 CCT산출단계에서의 제2수학식은,
   

   

   
   인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 CCT산출단계에서 산출된 복수개의 CCT 값들을 일정 개수씩 그룹으로 묶어 각 그룹별로 CCT 값의 평균값을 산출하는 그룹CCT산출단계를; 더 포함하고,
   상기 양불판정단계는, 상기 그룹CCT산출단계에서 산출된 각 그룹별 CCT 값의 평균값을 기반으로 정상 CCT 값의 범위를 산정하고, 상기와 같이 산정된 정상 CCT 값의 범위를 벗어난 인쇄회로기판의 해당 그룹 영역을 불량으로 판정하되,
   상기 그룹CCT산출단계에서, 그룹으로 묶여지는 CCT 값들의 개수는 사용자에 의해 조정 가능한 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 솔더 레지스트 검사 방법.

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