KR101906137B1 - 인쇄회로기판의 결함을 검사하는 장치 및 방법 - Google Patents

인쇄회로기판의 결함을 검사하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 대한 결함을 검사하는 기술로서, 일실시예에 따른 결함 검사 장치는 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 각각 획득하는 기준 영상 획득부, 상기 획득된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상으로부터 검사 기준 화상을 생성하는 검사 기준 생성부, 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 검사 대상 영상을 획득하는 대상 영상 획득부, 및 상기 획득한 검사 대상 영상과 상기 검사 기준 화상을 비교하여 상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 결함 여부를 판별하는 판별부를 포함할 수 있다.

Description

인쇄회로기판의 결함을 검사하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF DETECTING DEFECT OF THE PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판에 대한 결함을 검사하는 기술로서, 구체적으로는 머신 비전 시스템을 이용하여 빈 인쇄회로기판 및 기준 인쇄회로기판의 영상을 우선 획득한 후에 검사 기준 화상을 생성하여 풀 패턴 매칭 방식으로 검사 대상의 결함을 판별하는 기술이다.
머신 비전 시스템을 이용한 검사 대상의 결함 판별 알고리즘은 그 방식에 따라 부품 데이터 기반 방식과 좌표 데이터 파일 기반 방식으로 구분된다.
부품 데이터 기반 방식은 각 부품의 데이터를 등록한 후에 검사 대상의 각 부품과 동일한지 검사하는 방식으로 각 부품에 대한 데이터를 등록하는 시간이 길고, 수동 측정에 따른 정확도가 저하되고, 부품 등록 절차가 복잡하며, 각 부품 검사로 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
그리고 좌표 데이터 파일 기반 방식은 인쇄회로기판의 설계 좌표 데이터를 입력한 후에 검사 대상의 각 부품이 설계 좌표 데이터와 동일한지 검사하는 방식으로 각 부품에 대한 검사 영역을 등록하는 절차가 복잡하다. 뿐만 아니라, 좌표 데이터 파일 기반 방식은 다양한 부품에 대한 다양한 검출 알고리즘을 적용해야 하고, 설계 좌표 데이터의 입력 오류로 인하여 검사가 비정상적으로 될 수 있으며, 각 부품 검사로 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-0609107호 "인쇄회로 기판의 패턴 검사장치 및 방법" 한국등록특허 제10-1691242호 "다중 모드 이미징"
본 발명은 빈 인쇄회로기판과 기준 인쇄회로기판의 영상을 획득하여 검사 기준 화상을 생성한 후에 검사 대상 전체를 한번에 검사하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 풀 패턴 매칭 방식을 이용하여 각 부품에 대한 데이터나 영역 등록 또는 등록 오류 없이 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 부품 데이터 등록을 대신해서 검사 대상과 동일한 인쇄회로기판을 등록하기 때문에 설정 절차를 빠르고 간편하게 진행하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 설계 좌표 데이터의 등록을 대신해서 검사 대상과 동일한 인쇄회로기판을 등록함으로써, 설정 절차에 오류가 없도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 검사 영역 설정 없이 검사 대상 전체를 한번에 검사하는 풀 패턴 매칭 방식을 이용하여 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별하는 것을 목적으로 한다.
일실시예에 따른 결함 검사 장치는 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 각각 획득하는 기준 영상 획득부, 상기 획득된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상으로부터 검사 기준 화상을 생성하는 검사 기준 생성부, 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 검사 대상 영상을 획득하는 대상 영상 획득부, 및 상기 획득한 검사 대상 영상과 상기 검사 기준 화상을 비교하여 상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 결함 여부를 판별하는 판별부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 판별부는, 상기 검사 대상에 대한 전체를 한번에 풀 패턴 매칭(Full Pattern Matching) 방식으로 검사하여 결함 여부를 판별할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 판별부는, 상기 획득한 검사 대상 영상과 상기 검사 기준 화상의 차이 영상에 대한 면적 및 개수 중에서 적어도 하나가 기준 이상인지 여부를 확인하여 결함 여부를 판별할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 영상 획득부는, 적어도 하나 이상의 부품이 배치된 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 영상 획득부는, 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에서 상기 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 상기 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 대상 영상 획득부는, 상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판에서 상기 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 상기 검사 대상 영상을 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 영상 획득부는, 상기 적어도 하나 이상의 종류의 패턴별로 할당된 주파수 대역을 반영하여 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 대상 영상 획득부는, 상기 적어도 하나 이상의 종류의 패턴별로 할당된 주파수 대역을 반영하여 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 영상 획득부는, 상기 획득한 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 상기 획득한 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 히스토그램을 생성하고, 상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하며, 상기 노이즈 제거된 적어도 하나의 영상에 대한 대상 가장자리를 축출하고, 상기 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 상기 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 또는 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 검사 대상에 대한 위치를 확인할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 영상 획득부는, 리커시브 필터(Recursive Filter), 저대역 필터(Low pass Filter), 고대역 필터(High-pass Filter), 중앙치 필터(Median Filter) 중에서 적어도 하나를 이용해서, 상기 생성된 히스토그램에 대한 상기 노이즈를 제거할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 영상 획득부는, 라인 플러드-필 알고리즘(Line Flood-Fill Algorithm)을 이용하여 상기 노이즈 제거된 적어도 하나의 영상에 대한 대상 가장자리를 축출할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 영상 획득부는, 상기 축출된 대상 가장 자리에 대한 위쪽 기준 및 아래쪽 기준을 확인하여 상기 대상 기울기를 확인할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 영상 획득부는, 상기 검사 대상에 대한 위치를 확인하여 상기 검사 대상에 대한 부품의 종류 및 개수를 확인할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 대상 영상 획득부는, 상기 획득한 검사 대상 영상에 대한 히스토그램을 생성하고, 상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하며, 상기 노이즈 제거된 검사 대상 영상에 대한 대상 가장자리를 축출하고, 상기 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 상기 검사 대상에 대한 위치를 확인할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)과 상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판은 서로 동일한 종류의 기판일 수 있다.
일실시예에 따른 결함 검사 방법은 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)으로부터 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 획득하는 단계, 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)으로부터 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득하는 단계, 상기 획득된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상으로부터 검사 기준 화상을 생성하는 단계, 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 검사 대상 영상을 획득하는 단계, 및 상기 획득한 검사 대상 영상과 상기 검사 기준 화상을 비교하여 상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 결함 여부를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 획득하는 단계는, 상기 획득한 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상에 대한 히스토그램을 생성하는 단계, 상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하는 단계, 상기 노이즈 제거된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에 대한 대상 가장자리를 축출하는 단계, 및 상기 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 상기 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에서 검사 대상에 대한 위치를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득하는 단계는, 상기 획득한 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상에 대한 히스토그램을 생성하는 단계, 상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하는 단계, 상기 노이즈 제거된 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에 대한 대상 가장자리를 축출하는 단계, 및 상기 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 검사 대상에 대한 위치를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 검사 기준 화상을 생성하는 단계는, 상기 획득한 검사 기준 화상에 대한 히스토그램을 생성하고, 상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하며, 상기 노이즈 제거된 검사 대상 영상에 대한 대상 가장자리를 축출하고, 상기 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 상기 검사 대상에 대한 위치를 확인할 수 있다.
일실시예에 따르면, 빈 인쇄회로기판과 기준 인쇄회로기판의 영상을 획득하여 검사 기준 화상을 생성한 후에 검사 대상 전체를 한번에 검사할 수 있다.
일실시예에 따르면, 풀 패턴 매칭 방식을 이용하여 각 부품에 대한 데이터나 영역 등록 또는 등록 오류 없이 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별할 수 있다.
일실시예에 따르면, 부품 데이터 등록을 대신해서 검사 대상과 동일한 인쇄회로기판을 등록하기 때문에 설정 절차를 빠르고 간편하게 진행할 수 있다.
일실시예에 따르면, 설계 좌표 데이터의 등록을 대신해서 검사 대상과 동일한 인쇄회로기판을 등록함으로써, 설정 절차에 오류가 없도록 할 수 있다.
일실시예에 따르면, 검사 영역 설정 없이 검사 대상 전체를 한번에 검사하는 풀 패턴 매칭 방식을 이용하여 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 결함 검사 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 검사 기준 화상을 생성하는 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3은 검사 기준 화상을 이용해서 검사 대상에 대한 검사 결과를 판별하는 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 결함 검사 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 영상 획득 과정에 필요한 대체 처리를 설명하는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일실시예에 따른 결함 검사 장치(100)를 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 결함 검사 장치(100)는 빈 인쇄회로기판과 기준 인쇄회로기판의 영상을 획득하여 검사 기준 화상을 생성한 후에 검사 대상 전체를 한번에 검사할 수 있다. 또한, 일실시예에 따른 결함 검사 장치(100)는 풀 패턴 매칭 방식을 이용하여 각 부품에 대한 데이터나 영역 등록 또는 등록 오류 없이 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별할 수 있다.
이를 위해, 일실시예에 따른 결함 검사 장치(100)는 기준 영상 획득부(110), 검사 기준 생성부(120), 대상 영상 획득부(130), 및 판별부(140)를 포함할 수 있다.
먼저, 기준 영상 획득부(110)는 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 각각 획득할 수 있다.
빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상은 부품이 배치되어 있지 않은 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)을 촬영하여 생성되는 영상으로 해석될 수 있다. 기준 영상 획득부(110)는 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에서 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 획득할 수 있다.
적어도 하나 이상의 종류의 패턴은 삼각형, 사각형, 원, 타원, 사다리꼴, 마름모 등과 같은 2차원 도형의 형태일 수 있다.
한편, 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상은 부품이 배치되어 있는 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)을 촬영하여 생성되는 영상으로 해석될 수 있다. 마찬가지로, 기준 영상 획득부(110)는 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득할 수 있다.
예를 들어, 기준 영상 획득부(110)는 적어도 하나 이상의 종류의 패턴별로 할당된 주파수 대역을 반영하여 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 기준 영상 획득부(110)는 검사 대상에 대한 위치를 확인할 수도 있다. 이를 위해, 기준 영상 획득부(110)는 획득한 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상에 대한 히스토그램을 생성하거나, 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상에 대한 히스토그램을 생성할 수 있다.
다음으로, 기준 영상 획득부(110)는 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하고, 노이즈 제거된 적어도 하나의 영상에 대한 대상 가장자리를 축출할 수 있다. 이때, 대상 가장자리는 영상의 패턴에 포함된 테두리로 해석될 수 있다.
일실시예에 따른 기준 영상 획득부(110)는 리커시브 필터(Recursive Filter), 저대역 필터(Low pass Filter), 고대역 필터(High-pass Filter), 중앙치 필터(Median Filter) 중에서 적어도 하나를 이용해서, 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 일실시예에 따른 기준 영상 획득부(110)는 라인 플러드-필 알고리즘(Line Flood-Fill Algorithm)을 이용하여 노이즈 제거된 적어도 하나의 영상에 대한 대상 가장자리를 축출할 수 있다.
또한, 기준 영상 획득부(110)는 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인함으로써, 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 또는 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 검사 대상에 대한 위치를 확인할 수 있다. 이때, 기준 영상 획득부(110)는 축출된 대상 가장 자리에 대한 위쪽 기준 및 아래쪽 기준을 확인하여 대상 기울기를 확인할 수 있다.
일실시예에 따른 기준 영상 획득부(110)는 검사 대상에 대한 위치를 확인하여 검사 대상에 대한 부품의 종류 및 개수를 확인할 수도 있다.
일례로, 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)과 상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판은 서로 동일한 종류의 기판일 수 있다.
다음으로, 검사 기준 생성부(120)는 획득된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상으로부터 검사 기준 화상을 생성할 수 있다.
구체적으로, 검사 기준 생성부(120)는 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상에서 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 빼서 검사 기준 화상을 생성할 수 있다.
일례로, 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상은 테두리(대상 가장자리)가 포함된 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 해당하고, 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상은 상기 테두리만 포함할 수 있다. 따라서, 검사 기준 생성부(120)는 테두리가 포함된 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에서 테두리만이 제거된 영상을 검사 기준 화상으로 생성할 수 있다.
한편, 대상 영상 획득부(130)는 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 검사 대상 영상을 획득할 수 있다. 일례로, 대상 영상 획득부(130)는 검사 대상에 대한 인쇄회로기판에서 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 검사 대상 영상을 획득할 수 있다.
대상 영상 획득부(130)는 획득한 검사 대상 영상에 대한 히스토그램을 생성할 수 있다. 또한, 대상 영상 획득부(130)는 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하고, 노이즈 제거된 검사 대상 영상에 대한 대상 가장자리를 축출할 수 있다. 또한, 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 검사 대상에 대한 위치를 확인할 수 있다.
일실시예에 따른 판별부(140)는 획득한 검사 대상 영상과 검사 기준 화상을 비교하여 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 결함 여부를 판별할 수 있다. 일례로, 판별부(140)는 검사 대상에 대한 전체를 한번에 풀 패턴 매칭(Full Pattern Matching) 방식으로 검사하여 결함 여부를 판별할 수 있다. 또한, 판별부(140)는 획득한 검사 대상 영상과 검사 기준 화상의 차이 영상에 대한 면적 및 개수 중에서 적어도 하나가 기준 이상인지 여부를 확인하여 결함 여부를 판별할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하는 경우 인쇄회로기판의 결함 여부를 판별하는데 있어, 부품 데이터 등록을 대신해서 검사 대상과 동일한 인쇄회로기판을 등록하기 때문에 설정 절차를 빠르고 간편하게 진행할 수 있다.
한편, 본 발명을 이용하는 경우 설계 좌표 데이터의 등록을 대신해서 검사 대상과 동일한 인쇄회로기판을 등록함으로써, 설정 절차에 오류가 없도록 할 수 있고, 검사 영역 설정 없이 검사 대상 전체를 한번에 검사하는 풀 패턴 매칭 방식을 이용하여 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 검사 기준 화상을 생성하는 실시예(100)를 설명하는 도면이다.
실시예(100)에 따르면, 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 촬영된 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상(210)과, 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에서 촬영된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상(220)의 차이로부터 검사 기준 화상(230)을 생성할 수 있다.
구체적으로, 일실시예에 따른 결함 검사 장치는 검사 기준 화상(230)을 생성하기 위해, 획득한 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 획득한 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 히스토그램을 생성하고, 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 노이즈 제거된 적어도 하나의 영상에 대한 대상 가장자리를 축출할 수도 있다.
도 3은 일실시예에 따른 검사 기준 화상을 이용해서 검사 대상에 대한 검사 결과를 판별하는 실시예(300)를 설명하는 도면이다.
실시예(300)를 살펴보면, 검사 대상 영상(310)은 각 부품에 대해 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 생성된 것일 수 있다.
한편, 검사 기준 화상(320)은 도 2에서 생성한 영상으로서, 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 촬영된 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상과, 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에서 촬영된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상의 차이로부터 생성될 수 있다.
도면부호 330은 검사 대상 화상(310)에서 검사 기준 화상(320)을 뺀 영상으로서, 검사 기준 화상(320)이 생성될 당시에서 현재까지 발생한 부품의 변화를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 부품에 발생한 크랙이나 수축 또는 이완된 표면적 등은 도면부호 330을 통해 확인이 가능하다.
즉, 본 발명은 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)과 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)을 이용한 풀 패턴 매칭(Full Pattern Matching) 방식의 결함 검사를 통해 부품에 발생한 결함 확인이 가능하다.
결국 본 발명을 이용하면, 기존 기술의 문제점을 개선하기 위하여 빈 인쇄회로기판과 기준 인쇄회로기판의 영상을 획득하여 검사 기준 화상을 생성한 후에 검사 대상 전체를 한번에 검사하는 풀 패턴 매칭 방식을 이용함으로써, 각 부품에 대한 데이터나 영역 등록 또는 등록 오류 없이 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 결함 검사 방법을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 결함 검사 방법은 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)으로부터 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 획득하고(단계 401), 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득할 수 있다(단계 402).
일실시예에 따른 결함 검사 방법은 검사 기준 화상을 생성하고(단계 403), 생성된 검사 기준 화상을 이용해서 검사 대상의 인쇄회로기판에 대한 검사 대상 영상을 획득할 수 있다(단계 404). 예를 들어, 검사 대상에 대한 인쇄회로기판에서 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 검사 대상 영상을 획득할 수 있다.
일실시예에 따른 결함 검사 방법은 획득된 검사 대상 영상으로부터 결함을 검사할 수 있다(단계 405). 일실시예에 따른 결함 검사 방법은 결함 여부를 판단하기 위해, 획득한 검사 대상 영상과 검사 기준 화상의 차이 영상에 대한 면적 및 개수 중에서 적어도 하나가 기준 이상인지 여부를 확인하여 결함 여부를 판별할 수 있다.
한편, 일실시예에 따른 결함 검사 방법은 검사한 결함을 이용해서 검사 결과를 처리할 수 있다(단계 406).
일실시예에 따른 결함 검사 방법은 획득한 영상을 처리하기 위해 대체 처리를 시작할 수 있다.
도 5는 영상 획득 과정에 필요한 대체 처리를 설명하는 도면이다.
영상 획득 과정에 필요한 대체 처리를 위해, 일실시예에 따른 결함 검사 방법은 우선 영상을 획득할 수 있다(단계 501). 영상은 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 상기 획득한 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상, 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 검사 대상 영상 중에서 적어도 하나의 영상으로 해석될 수 있다.
다음으로, 일실시예에 따른 결함 검사 방법은 획득한 영상에 대한 히스토그램을 생성하고(단계 502), 생성된 히스토그램에 대해 노이즈를 제거 할 수 있다(단계 503). 또한, 일실시예에 따른 결함 검사 방법은 노이즈 제거된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에 대한 대상 가장자리를 축출할 수 있다(단계 504).
또한, 일실시예에 따른 결함 검사 방법은 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에서 검사 대상에 대한 위치를 확인할 수 있다(단계 505).
다음으로, 일실시예에 따른 결함 검사 방법은 검사 대상에 대한 위치에 대한 기울기를 더 확인하여 검사 대상에 대한 위치를 확인할 수 있다.
만약, 위치를 확인한 결과 확인된 검사 대상의 대상 기울기가 '0'인지 여부를 판단하고(단계 506), 대상 기울기가 '0'이라면, 즉 기울어 지지 않았다면 검사 대상에 대한 위치 확인이 바로 가능하다(단계 507).
한편, 단계 506의 판단 결과 기울기가 '0'이 아니라면 검사 대상 위치를 확인하지 않고, 에러 레포트(508)를 작성하고, 단계 501로 분기하여 다시 영상 획득에 임할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하는 경우, 빈 인쇄회로기판과 기준 인쇄회로기판의 영상을 획득하여 검사 기준 화상을 생성한 후에 검사 대상 전체를 한번에 검사할 수 있다. 또한, 풀 패턴 매칭 방식을 이용하여 각 부품에 대한 데이터나 영역 등록 또는 등록 오류 없이 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별할 수 있고, 부품 데이터 등록을 대신해서 검사 대상과 동일한 인쇄회로기판을 등록하기 때문에 설정 절차를 빠르고 간편하게 진행할 수 있다.
또한, 설계 좌표 데이터의 등록을 대신해서 검사 대상과 동일한 인쇄회로기판을 등록함으로써, 설정 절차에 오류가 없도록 할 수 있고, 검사 영역 설정 없이 검사 대상 전체를 한번에 검사하는 풀 패턴 매칭 방식을 이용하여 다양한 대상에 대하여 간편하고 빠르게 결함을 판별할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 결함 검사 장치 110: 기준 영상 획득부
120: 검사 기준 생성부 130: 대상 영상 획득
140: 판별부

Claims (19)

  1. 설계 좌표 데이터의 등록을 대신해서 등록된 인쇄회로기판에 대한 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 각각 획득하는 기준 영상 획득부;
    상기 획득된 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상과 상기 획득된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상의 차이 영상을 검사 기준 화상으로 생성하는 검사 기준 생성부;
    상기 등록된 인쇄회로기판과 동일한 종류의 인쇄회로기판의 검사 대상 영상을 획득하고, 상기 획득된 검사 대상 영상에 대한 대상 가장자리를 축출하며, 상기 축출된 대상 가장 자리에 대한 대상 기울기를 확인하여 검사 대상에 대한 위치를 확인하는 대상 영상 획득부; 및
    상기 획득한 검사 대상 영상과 상기 생성된 검사 기준 화상 전체를 한번에 비교하는 풀 패턴 매칭(Full Pattern Matching) 방식으로 상기 검사 대상을 검사하되, 상기 획득한 검사 대상 영상과 상기 생성된 검사 기준 화상의 차이 영상에 대한 면적 및 개수 중에서 적어도 하나가 기준 이상인지 여부를 확인하여 상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 결함 여부를 판별하는 판별부
    를 포함하는 결함 검사 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준 영상 획득부는,
    적어도 하나 이상의 부품이 배치된 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득하는 결함 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 영상 획득부는,
    빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에서 상기 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 상기 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 획득하는 결함 검사 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 대상 영상 획득부는,
    상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판에서 상기 적어도 하나 이상의 종류의 패턴에 상응하는 영역들에 대한 영상을 촬영하여 상기 검사 대상 영상을 획득하는 결함 검사 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 기준 영상 획득부는,
    상기 적어도 하나 이상의 종류의 패턴별로 할당된 주파수 대역을 반영하여 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득하는 결함 검사 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 대상 영상 획득부는,
    상기 적어도 하나 이상의 종류의 패턴별로 할당된 주파수 대역을 반영하여 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득하는 결함 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기준 영상 획득부는,
    상기 획득한 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상 및 상기 획득한 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상 중에서 적어도 하나의 영상에 대한 히스토그램을 생성하고,
    상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하며,
    상기 노이즈 제거된 적어도 하나의 영상에 대한 대상 가장자리를 축출하고,
    상기 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 상기 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 또는 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 검사 대상에 대한 위치를 확인하는 결함 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기준 영상 획득부는,
    리커시브 필터(Recursive Filter), 저대역 필터(Low pass Filter), 고대역 필터(High-pass Filter), 중앙치 필터(Median Filter) 중에서 적어도 하나를 이용해서, 상기 생성된 히스토그램에 대한 상기 노이즈를 제거하는 결함 검사 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기준 영상 획득부는,
    라인 플러드-필 알고리즘(Line Flood-Fill Algorithm)을 이용하여 상기 노이즈 제거된 적어도 하나의 영상에 대한 대상 가장자리를 축출하는 결함 검사 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 기준 영상 획득부는,
    상기 축출된 대상 가장 자리에 대한 위쪽 기준 및 아래쪽 기준을 확인하여 상기 대상 기울기를 확인하는 결함 검사 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기준 영상 획득부는,
    상기 검사 대상에 대한 위치를 확인하여 상기 검사 대상에 대한 부품의 종류 및 개수를 확인하는 결함 검사 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 대상 영상 획득부는,
    상기 획득한 검사 대상 영상에 대한 히스토그램을 생성하고,
    상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하는 결함 검사 장치.
  15. 삭제
  16. 설계 좌표 데이터의 등록을 대신해서 등록된 인쇄회로기판의 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)으로부터 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 획득하는 단계;
    상기 등록된 인쇄회로기판의 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)으로부터 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상과 상기 획득된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상의 차이 영상을 검사 기준 화상으로 생성하는 단계;
    상기 등록된 인쇄회로기판과 동일한 종류의 인쇄회로기판의 검사 대상 영상을 획득하고, 상기 획득된 검사 대상 영상에 대한 대상 가장자리를 축출하며, 상기 축출된 대상 가장 자리에 대한 대상 기울기를 확인하여 상기 검사 대상에 대한 위치를 확인하는 단계; 및
    상기 획득한 검사 대상 영상과 상기 생성된 검사 기준 화상을 전체를 한번에 비교하는 풀 패턴 매칭(Full Pattern Matching) 방식으로 상기 검사 대상을 검사하되, 상기 획득한 검사 대상 영상과 상기 생성된 검사 기준 화상의 차이 영상에 대한 면적 및 개수 중에서 적어도 하나가 기준 이상인지 여부를 확인하여 상기 검사 대상에 대한 인쇄회로기판의 결함 여부를 판별하는 단계
    를 포함하는 결함 검사 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상을 획득하는 단계는,
    상기 획득한 빈 인쇄회로기판(Bare PCB) 영상에 대한 히스토그램을 생성하는 단계;
    상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하는 단계;
    상기 노이즈 제거된 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에 대한 대상 가장자리를 축출하는 단계; 및
    상기 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 상기 빈 인쇄회로기판(Bare PCB)에서 검사 대상에 대한 위치를 확인하는 단계
    를 포함하는 결함 검사 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상을 획득하는 단계는,
    상기 획득한 기준 인쇄회로기판(Golden PCB) 영상에 대한 히스토그램을 생성하는 단계;
    상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하는 단계;
    상기 노이즈 제거된 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에 대한 대상 가장자리를 축출하는 단계; 및
    상기 축출된 대상 가장 자리에 따라 대상 기울기를 확인하여 상기 기준 인쇄회로기판(Golden PCB)에서 검사 대상에 대한 위치를 확인하는 단계
    를 포함하는 결함 검사 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 검사 기준 화상을 생성하는 단계는,
    상기 획득한 검사 기준 화상에 대한 히스토그램을 생성하고,
    상기 생성된 히스토그램에 대한 노이즈를 제거하는 결함 검사 방법.
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