KR101767923B1 - 비아홀을 검사하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라를 이용하여 비아홀을 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 비아홀 검사 방법은 소재에 형성된 비아홀(via hole)을 검사하는 방법에 있어서, (a) 상기 비아홀 영역을 촬영하여 영상을 생성하는 단계; (b) 상기 영상에서 엣지(edge)를 추출하는 단계; (c) 상기 엣지를 허프 변환(Hough Transform)하여 최대값을 검출하는 단계; (d) 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 하는 원의 면적을 산출하는 단계; 및 (e) 상기 최대값과 그 위치 및 상기 원의 면적을 기준값들과 비교하여 상기 비아홀의 상태를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

비아홀을 검사하는 방법 및 장치{Method and apparatus for inspecting via hole}
본 발명은 인쇄 회로에 관한 것으로서, 특히 회로가 인쇄된 장치에 형성된 비아홀의 불량 여부를 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
인쇄 회로 기판에는 복수개의 액티브 소자들이 장착되고, 상기 액티브 소자들을 전기적으로 연결시키기 위한 특정한 회로 패턴이 형성된다. 지금까지 회로 패턴은 인쇄 회로 기판의 일면에만 형성되어 사용되었다. 그러나, 최근에는 인쇄 회로 기판의 기능이 복잡해지면서 인쇄 회로 기판의 양면에 회로 패턴이 형성되어 사용되고 있다. 인쇄 회로 기판의 양면에 형성된 회로 패턴들을 전기적으로 연결시키기 위하여 인쇄 회로 기판을 수직으로 관통하는 비아홀(via hole)이 형성된다.
이와 같이, 비아홀은 인쇄 회로 기판의 상부의 회로 패턴과 하부의 회로 패턴을 전기적으로 연결시키는 기능을 수행함으로 규정에 맞게 형성되어야 한다. 그런데, 비아홀을 형성하는 과정에서 비아홀이 비정상적으로 형성될 수 있으며, 이러한 비정상적인 비아홀은 인쇄 회로 기판의 오동작을 유발한다. 따라서, 비아홀의 상태가 정상적인지 여부를 검사할 필요가 있다.
인용문헌(일본공개특허 #1993-232039)은 스루홀(through hole)을 갖는 영상 신호를 이진화하고, 이를 분석하여 스루홀을 검사하는 장치를 개시한다.
본 발명은 비아홀을 촬영하여 생성된 영상을 분석하여 비아홀의 상태를 정확하게 판단하는 비아홀 검사 방법 및 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 소재에 형성된 비아홀(via hole)을 검사하는 방법에 있어서, (a) 상기 비아홀 영역을 촬영하여 영상을 생성하는 단계; (b) 상기 영상에서 엣지(edge)를 추출하는 단계; (c) 상기 엣지를 허프 변환(Hough Transform)하여 최대값을 검출하는 단계; (d) 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 하는 원의 면적을 산출하는 단계; 및 (e) 상기 최대값과 그 위치 및 상기 원의 면적을 기준값들과 비교하여 상기 비아홀의 상태를 판단하는 단계를 포함하는 비아홀 검사 방법을 제공한다.
상기 촬영된 영상을 이진화하고, 상기 이진화된 데이터에서 엣지 검출 기법을 이용하여 상기 엣지를 추출할 수 있다.
상기 이진화 과정에서 상기 비아홀의 내부는 가장 낮은 밝기값으로, 상기 비아홀의 외부는 가장 높은 밝기값으로 설정할 수 있다.
상기 소재는 전기 회로가 형성된 회로기판 및 반도체 칩을 포함할 수 있다.
상기 기준값들은 (a1) 상기 소재에 형성된 기준 비아홀의 위치와 반지름을 설정하는 단계; (a2) 상기 기준 비아홀 영역을 촬영하여 기준 영상을 생성하는 단계; (a3) 상기 기준 영상을 이진화하는 단계; (a4) 상기 이진화된 데이터에서 엣지 검출 기법을 이용하여 엣지를 추출하는 단계; 및 (a5) 상기 엣지를 허프 변환하여 상기 허프 변환된 허프 영상에서 상기 기준 비아홀의 위치와 면적을 산출하여 상기 기준값들을 설정할 수 있다.
상기 (a1), (a2) 및 (a3) 단계를 거치지 않고, 상기 비아홀의 위치와 반지름이 표시된 설계 자료를 이용하여 상기 이진화된 데이터를 획득할 수 있다.
상기 기준값들은 상기 비아홀의 존재를 표시하는 제1 기준값을 포함하고, 상기 최대값이 상기 제1 기준값보다 작으면 상기 비아홀이 없다고 판단하여 불량처리한다.
이 때, 상기 비아홀의 내부에서 낮은 이진화 값을 갖는 화소들의 개수를 계수하고, 상기 최대값이 상기 제1 기준값보다 작고, 상기 비아홀의 내부에서 낮은 이진화 값을 갖는 화소들의 개수가 제로일 때, 상기 비아홀이 없다고 판단할 수 있다.
상기 기준값들은 상기 비아홀의 면적의 초과 상태를 판단하기 위하여 정해놓은 제2 기준값을 포함하고, 상기 원의 면적이 상기 제2 기준값보다 크면 상기 비아홀은 규정보다 넓다고 판단하여 불량처리한다.
상기 기준값들은 상기 비아홀의 면적의 부족 상태를 판단하기 위하여 정해놓은 제3 기준값을 포함하고, 상기 원의 면적이 상기 제3 기준값보다 작으면 상기 비아홀은 규정보다 좁다고 판단하여 불량처리한다.
상기 기준값들은 상기 비아홀의 위치를 판단하기 위하여 정해놓은 제4 기준값을 포함하고, 상기 최대값을 갖는 비아홀의 위치와 기준이 되는 비아홀의 위치의 유클라디안 거리(Euclidean distance)를 제4 기준값과 비교하여 상기 유클라디안 거리가 상기 제4 기준값보다 크면 상기 비아홀은 규정된 위치를 벗어난 것으로 판단하여 불량처리한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 비아홀 검사 장치는,
소재에 형성된 비아홀을 검사하는 장치에 있어서, 상기 소재에 형성될 기준 비아홀의 기준값을 저장하는 메모리; 상기 소재가 장착되는 지지대; 상기 지지대에 장착된 소재의 비아홀을 촬영하여 영상을 생성하는 카메라; 상기 카메라로부터 상기 영상을 수신하여 저장하는 영상 입력부; 상기 영상 입력부로부터 상기 영상을 받아서 엣지(edge)를 추출하는 엣지 추출부; 상기 엣지 추출부로부터 전송되는 상기 엣지를 허프 변환(Hough Transform)하여 최대값과 그 위치를 검출하는 허프 변환부; 및 상기 허프 변환부로부터 상기 최대값을 수신하고, 상기 메모리로부터 상기 기준값들을 수신하며, 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 하는 원의 면적을 산출하고, 상기 최대값과 그 위치 및 상기 원의 면적을 상기 기준값들과 비교하여 상기 비아홀의 상태를 판단하는 비아홀 판단부를 구비한다.
상기 메모리, 지지대, 카메라 및 제어기를 내장하는 본체를 더 구비할 수 있다.
상기 카메라를 복수개 구비하여 복수개의 소재들을 동시에 검사할 수 있다.
본 발명은 카메라로 소재에 형성된 비아홀을 촬영하여 영상을 생성하고, 상기 영상에 나타난 비아홀을 규정에 맞는 기준 비아홀과 비교하여 비아홀의 상태를 판단한다.
따라서, 비아홀의 상태를 정확하게 판단할 수 있고, 또한 비아홀의 불량 여부를 한번에 모두 검출할 수 있다.
이와 같이, 비아홀의 불량 여부를 한번에 모두 검출함으로써, 비아홀의 오판이 방지되고, 비아홀의 검사 시간이 단축된다.
도 1은 본 발명에 따른 비아홀 검사 장치를 개략적으로 보여준다.
도 2는 도 1에 도시된 제어기의 블록도이다.
도 3은 비아홀이 형성된 회로 기판의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 비아홀 검사 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 비아홀의 상태를 판단하는 방법을 상세히 도시한 흐름도이다.
도 6은 도 4에 도시된 기준값들을 설정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7의 (a)는 비아홀 영역의 영상을 보여주고, 도 7의 (b)는 상기 영상의 일부의 밝기값을 숫자로 표시한 것을 보여준다.
도 8은 영상 영역을 허프 영역으로 변환하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 정상적인 비아홀을 촬영한 영상이 이진화된 상태를 보여준다.
도 10은 비아홀이 형성되지 않은 상태를 촬영한 영상을 보여준다.
도 11은 비아홀이 규정보다 크게 형성된 상태를 촬영한 영상이 이진화된 상태를 보여준다.
도 12는 비아홀이 규정보다 작게 형성된 상태를 촬영한 영상이 이진화된 상태를 보여준다.
도 13은 비아홀이 규정된 위치를 벗어나서 형성된 상태를 촬영한 영상을 보여준다.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 참조부호들 중 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 비아홀 검사 장치(101)를 개략적으로 보여준다. 도 1을 참조하면, 비아홀 검사 장치(101)는 지지대(111), 카메라(121), 메모리(131), 제어기(141), 디스플레이(151) 및 본체(105)를 구비한다.
지지대(111) 위에는 특정 소재(161), 예컨대 반도체 칩 또는 회로가 형성된 회로 기판이 장착된다. 소재(161)에는 적어도 하나의 비아홀(도 3의 165)이 형성되어 있고, 상기 비아홀(도 3의 165)은 소재(161)를 수직으로 관통한다.
도 3은 소재(161)의 일 예로써 비아홀(165)이 형성된 회로 기판(161a)의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 비아홀(165)은 회로 기판(161a)을 수직으로 관통하며, 비아홀(165)의 내벽은 얇은 금속막(166)으로 도금되어 있다. 회로 기판(161)의 상부와 하부에는 각각 회로 패턴(163,164)이 형성되어 있고, 비아홀(165)의 내벽에 형성된 금속막(166)은 상부의 회로 패턴(164)과 하부의 회로 패턴(163)을 전기적으로 연결시켜준다. 따라서, 회로 기판(161a)의 상부에 형성된 회로 패턴(164)과 하부에 형성된 회로 패턴(163)은 전기 신호를 주고받을 수가 있다.
지지대(111) 위에 장착된 소재(161)는 그의 비아홀(도 2의 165)의 상태가 양호한지 불량한지 여부를 검사받는다. 지지대(111) 위에는 하나의 소재(161)가 장착되어 테스트받을 수도 있고, 복수개의 소재들이 장착되어 동시에 또는 순차적으로 테스트받을 수도 있다.
카메라(121)는 지지대(111) 위에 설치되며, 지지대(111)와 소정 거리 이격된다. 카메라(121)는 지지대(111) 위에 장착된 소재(161)에 형성된 비아홀(165) 영역을 촬영한다. 카메라(121)는 지지대(111) 위에 장착된 소재(161)의 안정적인 촬영을 위해 특정한 곳 예컨대 천정(111)에 고정될 수 있고, 횡으로 360도 회전하는 패닝(panning) 동작과 상하로 90도 회전하는 틸팅(tilting) 동작을 수행할 수 있으며, 또한 소재(161)를 확대 촬영하거나 축소 촬영하는 주밍(zooming) 동작을 수행할 수 있다.
메모리(131)는 소재(161)에 형성된 비아홀(165)의 기준값들을 저장한다. 소재(161)에는 실질적인 비아홀(165)이 형성되기 전에 기준 비아홀의 기준값, 즉 비아홀(165)의 중심 위치 및 반지름이 먼저 설정된다. 상기 설정된 기준값에 따라 소재(161)에 실질적인 비아홀(165)이 형성된다. 상기 기준 비아홀의 기준값은 복수개로 설정될 수 있다.
제어기(141)는 메모리(131)와 카메라(121) 및 디스플레이(151)에 전기적으로 연결된다. 제어기(141)는 비아홀(165) 영역을 촬영하여 생성된 영상에서 엣지(edge)를 추출하며, 상기 엣지를 허프 변환(Hough Transform)하여 최대값을 검출하고, 상기 최대값을 갖는 위치 및 이 위치를 중심으로 하는 원의 면적을 산출하며, 상기 최대값과 그 위치 및 상기 원의 면적을 기준값들과 비교하여 비아홀(165)의 상태를 판단한다. 제어기(141)는 상기 판단 결과를 외부 장치로 전달할 수도 있고, 디스플레이(151)에 그 결과를 표시할 수도 있다. 제어기(141)에 대해서는 도 2를 통해 상세히 설명하기로 한다.
본체(105)에는 지지대(111), 카메라(121), 메모리(131) 및 제어기(141)가 내장되고, 디스플레이(151)는 그 화면을 외부에서 볼 수 있도록 본체(105)의 일부에 설치된다.
비아홀 검사 장치(101)는 카메라(121)를 복수개 구비하여 복수개의 소재(161)들을 동시에 검사할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 제어기(141)의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 제어기(141)는 영상 입력부(211), 엣지 추출부(221), 허프 변환부(231) 및 비아홀 판단부(241)를 구비한다.
영상 입력부(211)는 카메라(도 1의 121)에 연결되며, 카메라(도 1의 121)로부터 소재(도 1의 161)의 비아홀(도 3의 165) 영역을 촬영하여 생성된 영상을 수신하여 저장한다. 영상 입력부(211)는 상기 영상을 엣지 추출부(221)로 전송한다.
엣지 추출부(221)는 영상 입력부(211)로부터 상기 영상을 받아서 상기 영상에 포함된 엣지(edge)를 추출하여 허프 변환부(231)로 전송한다. 엣지 추출부(221)는 상기 엣지를 추출하기 위하여 이진화 과정과 엣지(edge) 추출 과정을 거친다. 엣지 추출부(221)는 엣지 탐지 기법을 이용하여 엣지를 추출한다. 엣지 추출부(221)에 대해서는 도 4의 비아홀 검사 방법을 통해 상세히 설명하기로 한다.
허프 변환부(231)는 엣지 추출부(221)로부터 전송되는 상기 엣지를 허프 변환(Hough Transform)하여 최대값 및 이를 갖는 위치를 검출한다. 상기 검출된 최대값 및 위치를 비아홀 판단부(241)로 전송한다. 허프 변환부(231)의 동작에 대해서는 도 4의 비아홀 검사 방법을 통해서 상세히 설명하기로 한다.
비아홀 판단부(241)는 메모리(도 1의 131)로부터 상기 기준값들을 수신하고, 허프 변환부(231)로부터 수신한 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 하는 원의 면적을 산출하고, 상기 최대값과 그 위치 및 상기 원의 면적을 상기 기준값들과 비교하여 비아홀(도 3의 165)의 상태를 판단한다. 비아홀 판단부(241)의 동작에 대해서는 도 4∼도 12에 도시된 비아홀 검사 방법을 통해서 상세히 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 소재(도 1의 161)에 형성된 비아홀(도 3의 165)을 촬영한 영상을 기준 비아홀의 영상과 비교함으로써, 비아홀(도 3의 165)의 상태를 정확하게 판단할 수 있고, 비아홀(도 3의 165)의 불량 여부를 한번에 모두 검출할 수 있다.
따라서, 비아홀(도 3의 165)의 오판이 방지되고, 비아홀(도 3의 165)의 검사 시간이 단축된다.
도 4는 본 발명에 따른 비아홀 검사 방법을 도시한 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 비아홀 검사 방법은 제1∼제5 단계들(411∼462)을 포함한다. 도 1과 도 3을 참조하여 도 4에 도시된 비아홀 검사 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
제1 단계(411)로써, 카메라(121)는 소재(161)의 비아홀(165)이 위치한 영역을 촬영하여 영상을 생성한다. 비아홀(165)의 위치는 이미 정해져 있다. 즉, 비아홀(165)의 위치는 소재(161)의 설계 문서나 기준 소재(161)를 촬영한 기준 영상에서 확인될 수 있다. 따라서, 카메라(121)는 비아홀(165)의 위치를 정확하게 촬영할 수 있다.
제2 단계(421)로써, 제어기(141)는 카메라(121)로부터 영상을 수신하고, 상기 영상에서 엣지(edge)를 추출한다. 제어기(141)는 상기 엣지를 추출하기 위하여 이진화 과정과 엣지(edge) 추출 과정을 거친다. 즉, 제어기(141)는 카메라(121)로부터 수신한 영상을 이진화하고, 상기 이진화된 데이터에서 엣지 탐지 기법을 이용하여 엣지를 추출한다. 엣지 탐지 기법으로써 캐니(canny) 엣지 탐지 기법을 이용할 수 있다. 이 때 추출된 엣지는 비아홀(165)의 테두리를 나타낸다.
비아홀 영역을 보여주는 영상을 이진화할 때, 비아홀(165)의 내부는 가장 낮은 밝기값, 예컨대 '0'으로, 비아홀(165)의 외부는 가장 높은 밝기값, 예컨대 '255'로 설정한다. 따라서, 이상적인 경우, 비아홀(165)은 도 9에 도시된 바와 같이, 그 내부는 완전한 흑색으로, 그 외부는 완전한 백색으로 표시되는 것이 바람직하다.
도 7의 (a)는 비아홀 영역의 영상을 보여주고, 도 7의 (b)는 상기 영상의 일부(711)의 밝기값을 숫자로 표시한 것을 보여준다. 도 7의 (a)를 참조하면, 비아홀(165)의 내부는 완전한 흑색이 아니고 흑색에 가깝게 나타나고, 비아홀(165)에 인접한 외부는 완전한 백색이 아니고 백색에 가깝게 나타날 수 있다. 도 7의 (b)를 참조하면, 상기 비아홀 영역은 숫자로 표시될 수 있다. 이와 같이, 오쯔(Otsu) 기법과 같은 밝기값 임계치를 이용한 이진화 기법을 이용하여 이진화할 경우, 밝기값이 높을수록 즉 밝을수록 이진화된 값이 크게 나타나고, 밝기값이 낮을수록 즉, 어두울수록 이진화된 값이 작게 나타난다. 이로 인해, 이상적인 이진화 결과는 도 9처럼 비아홀 내부는 낮은 밝기값, 비아홀 외부는 높은 밝기값을 갖지만, 실제로는 비아홀 외부가 도 12처럼 낮은 밝기값을 갖는 경우가 있다.
제3 단계(431)로써, 상기 엣지를 허프 변환(Hough Transform)하여 최대값을 추출한다.
xy 평면에서 원의 중심 위치가 (a,b)이고, 그 원의 반지름이 R일 경우, 상기 원에 대한 방정식은 아래 수학식 1과 같다.
Figure 112012037958199-pat00001
상기 수학식 1로부터 x와 y는 각각 다음 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112012037958199-pat00002
영상으로부터 추출된 비아홀 영역의 엣지(도 8의 811)는 도 8의 (a)와 같이 xy 평면으로 구성된 영상 영역에서 복수개의 좌표들{(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…}로 구분될 수 있다. 상기 좌표들{(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),… }을 이용하여 반지름(R)을 갖는 원의 중심점(a1,b1)을 찾기 위하여, ab 평면으로 구성된 허프 영역에서 상기 좌표들{(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),… } 각각에 대해 도 8의 (b)와 같이 반지름(R)을 갖는 원들(821)을 생성할 수 있다. 허프 영역(도 8의 b)에서 상기 수학식 2를 만족시키는 좌표들{(a11,b11),(a12,b12),(a13,b13),…}에 대해 "1"의 값을 추가한다. 즉, 상기 복수개의 원들(821)이 교차하는 좌표들{(a11,b11),(a12,b12),(a13,b13),…}에 대해 '1'의 값을 추가한다.
허프 영역(도 8의 b)에서 좌표(x1,y1)에 대한 수학식은 다음 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112012037958199-pat00003
즉, 영상 영역(도 8의 a)에서 화소 위치(x1,y1)는 허프 영역(도 8의 b)에서 좌표(a1,b1)를 중심점으로 하고, 반지름이 R인 원(831)으로 표현될 수 있다. 이 때, 원(831)에 존재하는 모든 좌표들{(a11,b11),(a12,b12),(a13,b13),…}에 대해 허프 영역값을 "1"씩 증가한다.
이러한 방식으로 허프 영역(도 8의 b)에서 생성된 모든 원들(821)에 대해 산출된 값들을 구한 후, 상기 산출된 값들 중에서 최대값을 갖는 위치(a1,b1)를 검출한다. 상기 최대값을 갖는 위치(a1,b1)가 영상 영역(도 8의 a)에서 반지름이 R인 원(831)이 존재하는 위치 즉, 비아홀(165)의 위치가 된다.
제4 단계(441)로써, 상기 최대값 및 그 위치를 중심으로 하는 원(도 8의 831)의 면적 즉, 비아홀(165)의 면적을 생성한다. 즉, 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 이진화된 영상에서 영역 확장을 시도하여 확장된 영역의 넓이를 획득한다. 이러한 영역 확장시, 중심 위치의 밝기값은 낮은 이진화 값이므로 영역 확장의 조건은 그 화소가 낮은 이진화값을 갖는 경우이다.
제5 단계(451)로써, 상기 최대값과 상기 최대값을 중심으로 산출된 원(도 8의 831)의 면적을 기준값들과 비교하여 비아홀(165)의 상태를 판단한다(461,462). 상기 기준값들은 제1∼제4 기준값들을 포함한다. 상기 최대값과 그 위침 및 원(도 8의 831)의 면적을 가지고 비아홀(165)의 상태를 판단하는 방법은 4개의 과정들(511∼541)을 포함한다. 도 5는 비아홀(165)의 상태를 판단하는 방법을 도시한 흐름도이다. 도 5를 참조하여 비아홀(165)의 상태를 판단하는 방법을 설명하기로 한다.
첫 번째 과정(511)으로써, 비아홀(165)의 유무를 판단한다. 비아홀(165)의 유무를 판단하기 위하여 상기 최대값을 제1 기준값과 비교한다. 이 때, 비아홀(165)의 내부에서 낮은 이진화 값을 갖는 화소들의 개수를 계수한다. 여기서, 비아홀(165)의 내부라 함은 상기 최대값의 위치를 중심으로 하는 홀 영역 즉, 영역 확장을 통해 획득한 홀 영역을 나타낸다. 제1 기준값은 비아홀(165)의 존재를 표시하는 기준을 정해놓은 값이다. 따라서, 상기 최대값이 상기 제1 기준값보다 작고, 비아홀(165)의 내부에서 낮은 이진화 값을 갖는 화소들의 개수가 제로(zero)이면 비아홀(165)이 없다고 판단하여 소재를 불량으로 처리하고, 그렇지 않으면 비아홀(165)이 정상적으로 존재한다고 판단한다. 상기 최대값이 상기 제1 기준값보다 작다는 것은 엣지 즉, 비아홀(165)의 테두리가 정상적으로 존재하고 있지 않다는 것을 나타낸다. 예컨대, 도 10의 (a) 및 (b)를 참조하면, 비아홀(165)이 형성되어 있어야할 위치가 백색으로 보여지며, 이것은 비아홀(165)의 테두리가 존재하고 있지 않음을 나타낸다. 즉, 비아홀(165)이 형성되어 있지 않음을 나타낸다. 따라서, 비아홀(165)은 불량처리 된다. 비아홀(165)이 정상적으로 존재한다고 판단되면, 비아홀(165)의 면적을 판단하는 단계를 진행한다.
두 번째 과정(521)으로써, 비아홀(165)의 면적이 규정을 초과하는지를 판단한다. 비아홀(165)의 면적이 규정을 초과하는지를 판단하기 위하여 상기 산출된 원의 면적을 제2 기준값과 비교한다. 상기 제2 기준값은 비아홀(165)의 면적의 초과 상태를 판단하기 위한 기준을 정해놓은 값이다. 따라서, 상기 산출된 원의 면적이 상기 제2 기준값보다 크면 비아홀(165)의 면적은 규정보다 넓다고 판단하여 소재를 불량으로 처리하고, 상기 산출된 원의 면적이 상기 제2 기준값보다 작으면 비아홀(165)의 면적은 규정보다 넓지 않다고 판단한다. 상기 산출된 원의 면적이 상기 제2 기준값보다 크다는 것은 엣지 즉, 원의 테두리가 규정보다 크게 존재하고 있다는 것을 나타낸다. 예컨대, 도 11을 참조하면, 비아홀(165)은 흑색으로 보여지며, 상기 산출된 비아홀(165)의 면적이 제2 기준값보다 크게 나타난다. 따라서, 비아홀(165)은 불량처리 된다. 비아홀(165)의 면적이 규정보다 넓지 않다고 판단되면, 비아홀(165)의 면적의 부족 상태를 판단하는 단계를 진행한다.
세 번째 과정(531)으로써, 비아홀(165)의 면적이 규정보다 부족한지를 판단한다. 비아홀(165)의 면적이 규정보다 부족한지를 판단하기 위하여 상기 산출된 원의 면적을 제3 기준값과 비교한다. 상기 제3 기준값은 비아홀(165)의 면적의 부족 상태를 판단하기 위한 기준을 정해놓은 값이다. 따라서, 상기 산출된 원의 면적이 상기 제3 기준값보다 작으면 비아홀(165)의 면적은 규정보다 좁다고 판단하고, 상기 산출된 원의 면적이 상기 제2 기준값보다 크면 비아홀(165)의 면적은 규정보다 좁지 않다고 판단한다. 상기 산출된 원의 면적이 상기 제3 기준값보다 작다는 것은 엣지 즉, 원의 테두리가 규정보다 작게 존재하고 있다는 것을 나타낸다. 예컨대, 도 12를 참조하면, 비아홀(165)은 흑색으로 보여지며, 상기 산출된 비아홀(165)의 면적이 제3 기준값보다 작게 나타난다. 따라서, 비아홀(165)은 불량처리 된다. 비아홀(165)의 면적이 규정보다 좁지 않다고 판단되면, 비아홀(165)의 위치를 판단하는 단계를 진행한다.
상기 산출된 원의 면적이 상기 제2 기준값보다 크지 않고 상기 제3 기준값보다 작지 않으면 비아홀(165)의 면적은 규정을 만족한다고 판단한다.
두 번째 과정(521)과 세 번째 과정(531)은 그 순서가 바뀌어도 동일한 결과를 얻을 수 있다.
네 번째 과정(541)으로써, 비아홀(165)의 위치가 정확한지를 판단한다. 비아홀(165)의 위치가 정확한 곳에 형성되어 있는지를 판단하기 위하여, 상기 최대값을 갖는 비아홀(165)의 위치와 기준 영상의 비아홀(165)의 위치의 유클라디안 거리(Euclidean distance)를 제4 기준값과 비교한다. 제4 기준값은 비아홀(165)의 위치를 판단하기 위한 기준을 정해놓은 값이다. 따라서, 상기 유클라디안 거리가 상기 제4 기준값보다 크면 비아홀(165)은 규정된 위치를 벗어난다고 판단하고, 상기 유클라디안 거리가 상기 제4 기준값과 같거나 그보다 작으면 비아홀(165)은 규정된 위치에 있다고 판단한다. 현재 영상의 비아홀(165)과 기준 영상의 비아홀(165)의 유클라디안 거리는 현재 영상의 비아홀(165)의 위치와 기준 영상의 비아홀(165)의 위치의 차를 제곱해서 다한 다음 양의 제곱근을 취함으로써 산출할 수 있다. 즉, 현재 영상의 비아홀(165)과 기준 영상의 비아홀(165)의 유클라디안 거리(d)는 다음 수학식 4를 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112012037958199-pat00004
여기서, a1과 b1은 현재 영상의 비아홀(165)의 중심 좌표이고, a2와 b2는 기준 영상의 비아홀(165)의 중심 좌표이다.
상기 유클라디안 거리가 상기 제4 기준값보다 크다는 것은 상기 생성된 원이 옆으로 치우쳐서 형성되어 있다는 것을 나타낸다. 예컨대, 도 13을 참조하면, 비아홀(165)은 흑색으로 보여지며, 비아홀(165)이 기준 영상을 벗어나 한쪽으로 치우쳐 있다. 따라서, 이 경우의 비아홀(165)은 불량처리 된다(462).
상기와 같이 상기 최대값과 상기 산출된 원의 면적이 상기 제1∼제4 기준값들을 만족하면, 비아홀(165)은 정상적으로 형성되었다고 판단하고(461), 비아홀(165) 검사 공정을 종료한다.
상기 첫 번째∼네 번째 과정(511∼541)의 순서는 반드시 정해진 것은 아니며, 검사방법과 공정의 기술 정도에 따라 바뀔 수도 있다.
제5 단계(451)에서, 상기 기준값들을 설정하는 방법이 도 6에 순차적으로 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 기준값들을 설정하는 방법은 아래와 같이 5 과정들(611∼651)을 거친다.
첫 번째(611), 소재(161)에 형성될 기준 비아홀의 위치와 반지름을 설정한다.
두 번째(621), 카메라(121)를 이용하여 상기 기준 비아홀 영역을 촬영하여 기준 영상을 생성한다.
세 번째(631), 상기 기준 영상을 이진화한다.
네 번째(641), 상기 이진화된 데이터에서 엣지 검출 기법, 예컨대 캐니 엣지 기법을 이용하여 엣지를 추출한다. 상기 엣지는 비아홀(165)의 테두리를 나타낸다. 상기 엣지를 추출하는 방법은 도 4의 제2 단계(421)와 동일함으로 중복 설명은 생략한다.
여기서, 상기 첫 번째∼세 번째 과정들(611∼631)을 거치지 않고, 비아홀(165)의 위치와 반지름이 표시된 설계 자료를 이용하여 상기 이진화된 데이터를 획득할 수도 있다.
다섯 번째(651), 상기 엣지를 허프 변환하여 상기 허프 변환된 허프 영상에서 기준 비아홀의 위치와 면적을 획득한다. 허프 변환하는 방법은 도 4를 통해서 설명한 방법과 동일하게 진행될 수 있으므로 중복 설명은 생략하기로 한다. 상기 기준 비아홀(165)의 위치와 면적을 이용하여 상기 제1∼제4 기준값들을 설정한다.
상술한 바와 같이, 소재에 형성된 비아홀(165)을 촬영한 영상을 기준 비아홀의 영상과 비교함으로써, 비아홀(165)의 상태를 정확하게 판단할 수 있고, 비아홀(165)의 불량 여부를 한번에 모두 검출할 수 있다.
따라서, 비아홀(165)의 오판이 방지되고, 비아홀(165)의 검사 시간이 단축된다.
본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 소재에 형성된 비아홀(via hole)을 검사하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 비아홀 영역을 촬영하여 영상을 생성하는 단계;
    (b) 상기 영상에서 엣지(edge)를 추출하는 단계;
    (c) 상기 엣지를 허프 변환(Hough Transform)하여 최대값을 검출하는 단계;
    (d) 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 하는 원의 면적을 산출하는 단계; 및
    (e) 상기 최대값과 그 위치 및 상기 원의 면적을 기준값들과 비교하여 상기 비아홀의 상태를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 (d) 단계에서, 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 이진화된 영상에서 영역 확장을 시도하여 확장된 영역의 넓이를 획득하고, 상기 확장된 영역의 넓이를 상기 원의 면적으로 하고,
    상기 (e) 단계에서, 상기 기준값들은 상기 비아홀의 위치를 판단하기 위하여 정해놓은 제4 기준값을 포함하고, 상기 최대값을 갖는 비아홀의 위치와 기준이 되는 비아홀의 위치의 유클라디안 거리를 상기 제4 기준값과 비교하여 상기 유클라디안 거리가 상기 제4 기준값보다 크면 상기 비아홀은 규정된 위치를 벗어난 것으로 판단하여 불량처리하는 비아홀 검사 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    (a1) 상기 소재에 형성된 기준 비아홀의 위치와 반지름을 설정하는 단계;
    (a2) 상기 기준 비아홀 영역을 촬영하여 기준 영상을 생성하는 단계;
    (a3) 상기 기준 영상을 이진화하는 단계;
    (a4) 상기 이진화된 데이터에서 엣지 검출 기법을 이용하여 엣지를 추출하는 단계; 및
    (a5) 상기 엣지를 허프 변환하여 상기 허프 변환된 허프 영상에서 상기 기준 비아홀의 위치와 면적을 산출하여 상기 기준값들을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비아홀 검사 방법.
  6. [청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제5항에 있어서,
    상기 (a1), (a2) 및 (a3) 단계를 거치지 않고, 상기 비아홀의 위치와 반지름이 표시된 설계 자료를 이용하여 상기 이진화된 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 비아홀 검사 방법.
  7. [청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항에 있어서,
    상기 기준값들은 상기 비아홀의 존재를 표시하는 제1 기준값을 포함하고, 상기 최대값이 상기 제1 기준값보다 작으면 상기 비아홀이 없다고 판단하여 불량처리하는 것을 특징으로 하는 비아홀 검사 방법.
  8. [청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제7항에 있어서,
    상기 비아홀의 내부에서 낮은 이진화 값을 갖는 화소들의 개수를 계수하고, 상기 최대값이 상기 제1 기준값보다 작고, 상기 비아홀의 내부에서 낮은 이진화 값을 갖는 화소들의 개수가 제로일 때, 상기 비아홀이 없다고 판단하는 것을 특징으로 하는 비아홀 검사 방법.
  9. [청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항에 있어서,
    상기 기준값들은 상기 비아홀의 면적의 초과 상태를 판단하기 위하여 정해놓은 제2 기준값을 포함하고, 상기 원의 면적이 상기 제2 기준값보다 크면 상기 비아홀은 규정보다 넓다고 판단하여 불량처리하는 것을 특징으로 하는 비아홀 검사 방법.
  10. [청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제1항에 있어서,
    상기 기준값들은 상기 비아홀의 면적의 부족 상태를 판단하기 위하여 정해놓은 제3 기준값을 포함하고, 상기 원의 면적이 상기 제3 기준값보다 작으면 상기 비아홀은 규정보다 좁다고 판단하여 불량처리하는 것을 특징으로 하는 비아홀 검사 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 소재에 형성된 비아홀을 검사하는 장치에 있어서,
    상기 소재에 형성될 기준 비아홀의 기준값들을 저장하는 메모리;
    상기 소재가 장착되는 지지대;
    상기 지지대에 장착된 소재의 비아홀을 촬영하여 영상을 생성하는 카메라;
    상기 카메라로부터 상기 영상을 수신하여 저장하는 영상 입력부;
    상기 영상 입력부로부터 상기 영상을 받아서 엣지(edge)를 추출하는 엣지 추출부;
    상기 엣지 추출부로부터 전송되는 상기 엣지를 허프 변환(Hough Transform)하여 최대값과 그 위치를 검출하는 허프 변환부; 및
    상기 허프 변환부로부터 상기 최대값과 그 위치를 수신하고, 상기 메모리로부터 상기 기준값들을 수신하며, 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 하는 원의 면적을 산출하고, 상기 최대값과 그 위치 및 상기 원의 면적을 상기 기준값들과 비교하여 상기 비아홀의 상태를 판단하는 비아홀 판단부를 포함하고,
    상기 기준값들은 상기 비아홀의 위치를 판단하기 위하여 정해놓은 제4 기준값을 포함하고,
    상기 비아홀 판단부는, 상기 최대값을 갖는 위치를 중심으로 이진화된 영상에서 영역 확장을 시도하여 확장된 영역의 넓이를 획득하고 상기 확장된 영역의 넓이를 상기 원의 면적으로 하며, 상기 최대값을 갖는 비아홀의 위치와 기준이 되는 비아홀의 위치의 유클라디안 거리를 상기 제4 기준값과 비교하여 상기 유클라디안 거리가 상기 제4 기준값보다 크면 상기 비아홀은 규정된 위치를 벗어난 것으로 판단하여 불량처리하는 비아홀 검사 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
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