KR102322844B1

KR102322844B1 - 집중조명이 가능한 ｐｃｂ 검사장치

Info

Publication number: KR102322844B1
Application number: KR1020200084075A
Authority: KR
Inventors: 정재창; 김근영; 김형준
Original assignee: 오성엘에스티 주식회사
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2021-11-08

Abstract

본 발명은 바 타입의 LED 광원을 이용하여 전체 영역에 균일한 조도를 제공함과 아울러 LED 광원을 고정하는 투과형 실리콘 패드를 이용하여 PCB의 중첩부를 눌러 고정함으로써, 복수의 PCB를 촬영하는 경우에도 고품질의 영상을 확보할 수 있도록 한 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 관한 것으로,
하나 이상의 PCB가 안착 고정되는 지지대(40)와; 상기 PCB의 영상을 확보할 수 있도록 PCB의 하부에 위치하는 카메라(30)와; 상기 PCB의 상측에 배치되어 광원을 제공하는 조명블록(10)과; 조도 조절을 위하여 상기 조명블록(10)을 승강시키는 실린더블록(20);을 포함하고, 상기 조명블록(10)은 다수의 LED가 구비된 바 형태의 LED 광원부재(15)와, 상기 PCB(51)를 눌러 고정하며 상기 LED 광원부재(15)에서 발생하는 빛을 투과 및 확산시키는 실리콘패드(16)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

집중조명이 가능한 ＰＣＢ 검사장치{PCB Inspection System for Concentration Lighting}

본 발명은 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바 타입의 LED 광원을 이용하여 전체 영역에 균일한 조도를 제공함과 아울러 LED 광원을 고정하는 투과형 실리콘 패드를 이용하여, 특히 복수의 중첩된 PCB를 촬영하는 경우, PCB의 중첩부를 눌러 고정함으로써 고품질의 영상을 확보할 수 있도록 한 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 관한 것이다.

PCB(Printed Circuit Board)는 다수의 전자부품이 실장 되고, 전자부품 상호간의 전기적 접속을 유지하는 도체회로가 형성된다. 이러한 PCB의 전기적 특성 검사를 하기 위하여 전극에 정확한 외부 입력 단자를 접속(Contact) 하기 위해 비전얼라인을 수행하고 있다. 즉, PCB를 조명한 후 높이 차가 있는 2개의 PCB를 카메라로 촬영함으로써 Defocus 없는 반사광 영상 또는 투과광 영상을 획득하여 비전얼라인을 수행하고 있는 것이다. 따라서, PCB의 비전얼라인 영상을 획득하기 위해서는 조명이 필요하다.

그러나, 기존의 PCB 검사장치에 구비된 조명으로는 균일한 조도를 얻기가 어렵고 조명설치를 위한 공간이 요구될 뿐만 아니라 복수의 PCB가 중첩될 경우 중첩된 PCB의 포커스가 불일치하는 등 영상품질이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 히트싱크부재와; 히트싱크부재의 일면에 형성되는 댐과; 댐이 형성된 히트싱크부재에서 LED 칩 실장영역을 제외하고 전면에 형성되는 절연층과; 히트싱크부재의 일면과 댐의 내측에 위치되도록 절연층의 일면에 일정한 간격으로 이격되어 선형으로 배열되도록 LED 칩 실장영역에 접착제로 실장되는 다수개의 LED 칩과; 댐의 상측에 형성되어 다수개의 LED 칩을 몰딩시키는 몰딩부재로 구성하여, 히트싱크부재에 다수개의 LED 칩을 선형으로 직접 실장함에 의해 열전달 경로를 최소화시켜 방열 성능을 개선시킬 수 있도록 한, LED 모듈, LED 모듈 제조방법 및 이를 이용한 슬림 조명장치를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, Y축방향에 이동자재인 Y 캐리지에, 워크에 레이저 가공을 실시하는 레이저 가공 헤드와, 레이저 가공된 워크의 구멍 또는 슬릿을 촬상하는 촬상 장치 유닛을 설치하고, 이 촬상 장치 유닛에 화상 읽어들이기용 카메라, 링 조명, 워크 누름을 구비함과 동시에, 상기 화상 읽어들이기용 카메라로 촬상된 화상을 처리하는 화상 처리 장치를 설치하며, 이 화상 처리 장치로 처리된 데이터를 기본으로 하고 진원도를 요구하는 연산처리장치를 설치하고, 상기 링 조명과 워크 누름을 일체적으로 상하동 자재하게 설치하여 이루어지며, 가공된 구멍의 워크를 진원도 측정기에 옮겨 바꾸는 일 없이 진원도를 측확하게 측정하고 측정된 진원도를 확인하면서 가공속도를 최대한으로 할 수 있도록 한 레이저가공기 및 그 가공기를 이용한 진원도 측정방법 및 구동계 검사방법을 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 인쇄회로기판이 수납되어 있는 제1 트레이를 이송하는 제1 트레이 피더와; 상기 인쇄회로기판의 로딩, 검사 및 언로딩을 위하여 회전하는 인덱스 테이블과; 상기 제1 트레이로부터 상기 인덱스 테이블에 상기 인쇄회로기판을 이송하는 워크피스 로더와; 상기 인쇄회로기판을 촬영하여 이미지 데이터를 출력하는 카메라와; 제2 트레이를 이송하는 제2 트레이 피더와; 상기 인쇄회로기판을 상기 인덱스 테이블로부터 제2 트레이에 이송하는 워크피스 언로더와; 상기 카메라에 의하여 출력되는 이미지 데이터를 프로세싱하여 상기 인쇄회로기판을 양품 인쇄회로기판 및 불량품 인쇄회로기판으로 판별하는 컨트롤러를 포함하며, 인쇄회로기판의 외관 검사를 자동으로 실시하기 위한 인쇄회로기판의 검사장치를 개시하고 있다.

특허문헌 4는, 필름, 테이프 형태의 인쇄회로기판의 외관을 검사하기 위하여 복수개의 서로 다른 종류의 광원을 이용하는 자동 광학 검사기의 초점 조절 장치에 있어서: 상기 인쇄회로기판을 촬상하는 적어도 하나의 카메라와; 상기 인쇄회로기판으로 광신호를 출력하는 반사 조명과; 상기 인쇄회로기판으로 광신호를 출력하는 투과 조명과; 상기 카메라의 초점을 조절하기 위해 상기 카메라를 상하로 구동시키는 구동부; 및 상기 반사 및 상기 투과 조명들 중 어느 하나로부터 출력된 광신호에 대한 상기 카메라의 제 1 초점 정보를 획득하여 저장하고, 다시 상기 반사 및 상기 투명 조명들 중 나머지 하나로부터 출력된 광신호에 대한 상기 카메라의 제 2 초점 정보를 획득하여 저장하며, 상기 제 1 초점 정보와 상기 제 2 초점 정보를 통해 상기 카메라를 오토 포커싱하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는자동 광학 검사 시스템의 자동초점 조절 장치 및 그의 초점 조절 방법을 개시하고 있다.

상기 특허문헌들을 비롯한 선행기술에서는, PCB의 전기적 특성 검사를 하기 위하여, 높이 차가 있는 중첩된 PCB들을 카메라로 촬영함으로써 Defocus 없는 반사광 영상 또는 투과광 영상을 획득하여 비전얼라인을 수행하기 위한, 균일한 조도로 집중조명이 가능한 PCB 검사 장치에 대해서는 개시하고 있지 않다.

KR

10-1368426

B1

JP

1998-258375

A

KR

10-2012-0088330

A

KR

10-0589978

B1

본 발명은 종래기술에 의해서는 해결될 수 없는 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 조명이 PCB에 집중되도록 하고 균일한 조도를 갖도록 함으로써, 특히 복수의 PCB를 촬영하는 경우, 중첩된 PCB의 영상을 하단의 카메라를 이용하여 고품질의 영상을 획득할 수 있도록 한 집중조명이 가능한 PCB 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, LED가 대상에 밀접하게 접촉하여 근접거리에서 균일한 조도를 가질 수 있도록 하고 바닥면의 조도를 다양하게 제어할 수 있도록 한 집중조명이 가능한 PCB 검사장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하나 이상의 PCB가 안착 고정되는 지지대와; 상기 PCB의 영상을 확보할 수 있도록 PCB의 하부에 위치하는 카메라와; 상기 PCB의 상측에 배치되어 광원을 제공하는 조명블록과; 조도 조절을 위하여 상기 조명블록을 승강시키는 실린더블록;을 포함하고, 상기 조명블록은 다수의 LED가 구비된 바 형태의 LED 광원부재와, 상기 PCB를 눌러 고정하며 상기 LED 광원부재에서 발생하는 빛을 투과 및 확산시키는 실리콘패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 상기 조명블록은 실린더블록에 연결되는 수평부와, 상기 LED 광원부재와 실리콘패드가 안착되도록 상기 수평부의 일측에서 하향 연장된 수직부로 이루어지고, 상기 수직부의 하단에 상기 실리콘패드가 안착되는 패드삽입홈이 형성됨과 아울러 상기 패드삽입홈의 상측에 상기 LED 광원부재가 삽입되는 광원삽입홈이 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 상기 실리콘패드는 저면이 곡면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 상기 지지대는 PCB를 지지하면서 빛이 투과될 수 있도록 투명재질로 형성되는 투명지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 상기 투명지지부는 석영으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 상기 투명지지부에 제1 PCB와 제2 PCB가 겹쳐지는 부분이 배치된 후 상기 실리콘패드에 의해 눌려져 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치는 실리콘패드가 다수의 LED가 구비 LED 광원부재를 고정함과 아울러 대상에 밀착되어 광원의 빛을 대상에 집중시키게 되므로 근접거리에서 균일한 조도로 대상을 조명할 수 있게 되고 이를 통해 고품질의 영상을 획득할 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 광원으로 친환경 고수명의 LED를 사용함으로써 적은 광량으로도 필요한 조도를 확보할 수 있는 등 에너지가 절약되어 경제적이고 친환경적인 효과가 있다.

또한, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 실린더블록을 이용하여 조명블록을 승강시켜 실리콘패드가 대상에 밀착되도록 함에 따라 바닥면의 조도를 다양하게 제어할 수 있고 조명되는 바닥면이 조도를 균일하게 유지할 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 실린더블록에 의해 승강되는 조명블록에 LED 광원부재와 실리콘패드가 설치됨에 따라 별도의 조명 설치 공간을 요구하지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 대상이 석영으로 이루어진 투명지지대에 안착되어 실리콘패드에 의해 고정됨에 따라 투과광을 이용하여 영상을 확보할 수 있고 설비 구조가 단순화되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 따르면, 복수의 PCB를 중첩시킨 상태에서 실리콘패드로 중첩된 PCB를 고정하여 조명하게 되므로 중첩된 PCB의 포커스가 일치하게 되어 PCB의 회로패턴을 정확하게 확인할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 집중조명이 가능한 PCB 검사장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 집중조명이 가능한 PCB 검사장치를 이용하여 PCB가 겹쳐진 부분을 촬영하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에서 조명블록 부분을 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조명블록의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에서 검사하는 2개의 PCB를 나타낸 참고도이다.
도 6은 본 발명에 따른 집중조명이 가능한 PCB 검사장치를 개력적으로 나타낸 참고도이다.
도 7은 본 발명에 따른 집중조명이 가능한 PCB 검사장치의 작동상태도이다.
도 8은 본 발명에 따른 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에서 포커스가 불일치하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.
도 9는 본 발명에 따른 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에서 포커스가 일치하는 경우를 설명하기 위한 참고도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 구체예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 구체예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 발명의 구체예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 집중조명이 가능한 PCB 검사장치에 대하여 상세히 설명한다

본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치는 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 PCB가 안착 고정되는 지지대(40)와; 상기 PCB의 영상을 확보할 수 있도록 PCB의 하부에 위치하는 카메라(30)와; 상기 PCB의 상측에 배치되어 광원을 제공하는 조명블록(10)과; 조도 조절을 위하여 상기 조명블록(10)을 승강시키는 실린더블록(20);을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 조명블록(10)은 도 3과 4에 도시된 바와 같이, 다수의 LED가 구비된 바 형태의 LED 광원부재(15)와, 상기 PCB(51)를 눌러 고정하며 상기 LED 광원부재(15)에서 발생하는 빛을 투과 및 확산시키는 실리콘패드(16)를 구비한다.

구체적으로, 상기 조명블록(10)은 실린더블록(20)에 연결되는 수평부(11)와, 상기 LED 광원부재(15)와 실리콘패드(16)가 안착되도록 상기 수평부(11)의 일측에서 하향 연장된 수직부(12)로 이루어진다. 그리고, 상기 수직부(11)의 하단에 상기 실리콘패드(16)가 안착되는 패드삽입홈(14)이 형성됨과 아울러 상기 패드삽입홈(14)의 상측에 상기 LED 광원부재(15)가 삽입되는 광원삽입홈(13)이 연속적으로 형성된다.

이때, 상기 실리콘패드(16)는 PCB와의 접촉 시 PCB의 손상이 방지되도록 저면이 곡면 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 지지대(40)는 PCB를 지지하면서 빛이 투과될 수 있도록 투명재질로 형성되는 투명지지부(45)를 포함한다. 이때, 상기 투명지지부(45)는 석영으로 이루어진 것이 바람직하다. 따라서, 상기 투명지지부(45)의 하부에 위치한 카메라를 이용하여 PCB의 영상을 촬영할 수 있게 된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같은 2개의 PCB가 촬영 대상이 되는 경우, 상기 투명지지부(45)에는, 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 겹쳐지는 부분이 배치되도록 하고, 상기 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 겹쳐지는 부분이 상기 실리콘패드(16)에 의해 눌려져 고정됨으로써 더욱 명확한 PCB의 영상을 촬영할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 집중조명이 가능한 PCB 검사장치는 지지대에 안착된 PCB의 촬영 부분을 실리콘패드로 눌러 고정함과 아울러 LED 광원부재의 빛을 집중시켜 균일한 조도를 확보한 상태에서 카메라로 촬영함으로써 우수한 품질이 영상을 획득할 수 있도록 한다.

조명블록의 광원삽입홈에 LED 광원부재를 삽입하고, 상기 조명블록의 패드삽입홈에 억지끼움 형태로 실리콘패드를 삽입 설치하여 상기 LED 광원부재를 고정한다. 이어, 상기 조명블록을 공압실린더를 포함하는 실린더블록에 연결하여 승강하도록 구성한다.

이 상태에서 지지대(40)의 투명지지부(45)에 PCB의 촬영하고자 하는 부분이 위치되도록 상기 지지대(40)에 PCB를 안착시키고, 상기 실린더블록(45)을 이용하여 상기 조명블록(10)을 하강시킴으로써 상기 실리콘패드(10)가 고정되도록 한다. 이때, 상기 실리콘패드(15)의 저면이 곡면으로 형성되어 있으므로 실리콘패드(100)가 PCB에 밀착되더라도 상기 실리콘패드(75)로 인한 PCB의 손상이 방지된다. 그리고, 상기 카메라(30)는 피사계(Depth of Field) 심도 범위 내에 고정됨으로써 상기 카메라(30)의 초점이 잘 맞도록 유도하고 최적의 촬상 조건이 이루어지도록 한다.

이상의 과정을 통해, 상기 실리콘패드(16)가 PCB에 밀착되면 상기 LED 광원부재(15)를 작동시켜 LED에서 발생한 빛이 분산되지 않고 실리콘패드(16)에 밀착된 PCB에 집중되도록 한다. 따라서, 상기 LED 광원부재(15)에 의한 바닥면의 조도가 균일하게 유지되고, 이로 인해 상기 투명지지부(45)의 하측에 위치한 카메라(30)를 이용하여 PCB의 정밀 영상을 얻을 수 있게 된다.

만약, 상기 투명지지대(45)의 상측에서, 복수의 PCB, 예를 들어 도 5와 같이 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 중첩되는 경우에는, 상기 실리콘패드(16)가 이들을 눌러줌으로써 상기 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 이탈되지 않도록 고정하고 포커스가 일치되도록 한다.

여기서, 상기 실리콘패드(16)에 의해 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 눌러지지 않게 되면 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52) 사이의 틈새 등으로 인해 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)에 대한 카메라의 초첨이 일치하지 않게 된다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 포커스가 불일치하게 되고 이로 인해 영상의 품질이 저하된다. 하지만, 상기 실리콘패드(16)를 이용하여 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 중첩되는 부분을 누르게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 포커스가 일치되어 영상 품질이 향상된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 발명의 설명에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...조명블록
11...수평부
12...수직부
13...광원삽입홈
14...패드삽입홈
15...LED 광원부재
16...실리콘패드
20...실린더블록
30...카메라
40...지지대
45...투명지지부
51...제1 PCB
52...제2 PCB

Claims

제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 안착 고정되는 지지대(40)와;
상기 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 겹쳐지는 부분의 영상을 확보할 수 있도록 상기 제2 PCB(52)의 하부에 위치하는 카메라(30)와;
상기 제1 PCB(51)의 상측에 배치되어 광원을 제공하는 조명블록(10)과;
조도 조절을 위하여 상기 조명블록(10)을 승강시키는 실린더블록(20);을 포함하고,
상기 조명블록(10)은 다수의 LED가 구비된 바 형태의 LED 광원부재(15)와, 상기 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 겹쳐지는 부분을 눌러 고정하며 상기 LED 광원부재(15)에서 발생하는 빛을 투과 및 확산시키는 실리콘패드(16)를 구비하며,
상기 조명블록(10)은 실린더블록(20)에 연결되는 수평부(11)와, 상기 LED 광원부재(15)와 실리콘패드(16)가 안착되도록 상기 수평부(11)의 일측에서 하향 연장된 수직부(12)로 이루어지고,
상기 수직부(12)의 하단에 상기 실리콘패드(16)가 안착되는 패드삽입홈(14)이 형성됨과 아울러 상기 패드삽입홈(14)의 상측에 상기 LED 광원부재(15)가 삽입되는 광원삽입홈(13)이 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 집중조명이 가능한 PCB 검사장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 실리콘패드(16)는 저면이 곡면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 집중조명이 가능한 PCB 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 지지대(40)는 상기 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)를 지지하면서 빛이 투과될 수 있도록 투명재질로 형성되는 투명지지부(45)를 포함하는 것을 특징으로 하는 집중조명이 가능한 PCB 검사장치.
제4항에 있어서,
상기 투명지지부(45)는 석영으로 이루어진 것을 특징으로 하는 집중조명이 가능한 PCB 검사장치.
제4항에 있어서,
상기 투명지지부(45)에 제1 PCB(51)와 제2 PCB(52)가 겹쳐지는 부분이 배치된 후 상기 실리콘패드(16)에 의해 눌려져 고정되는 것을 특징으로 하는 집중조명이 가능한 PCB 검사장치.