KR102399076B1

KR102399076B1 - 초음파 프로브를 이용한 불량 소자 자동 검사 장치 및 이를 이용한 검사방법

Info

Publication number: KR102399076B1
Application number: KR1020210123602A
Authority: KR
Inventors: 최종명
Original assignee: 주식회사 엠아이티
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2022-05-17
Also published as: KR102631897B1; KR20230040858A

Abstract

본 발명은 초음파스캐닝을 통해, 피검체의 결함을 탐지하는 초음파검사 장치로서, 적어도 하나의 피검체가 미리 설정된 배열상태로 적재되며, 상기 피검체를 이동시키는 로딩부가 구비된 로더매거진 모듈; 전단 측에 위치된 상기 로딩부에 의해, 피검체를 제공받고, 상기 피검체를 제1 방향으로 이송시키는 컨베이어모듈; 상기 컨베이어모듈 상에 위치된 피검체를 대상으로 초음파스캐닝을 수행하며, 상기 피검체의 배열에 대응되도록 형성된 초음파프로브 어레이를 포함하는 초음파스캐닝모듈; 상기 제1 방향을 기준으로, 상기 컨베이어모듈의 후단에 배치되는 언로딩부를 통해, 상기 컨베이어모듈 상의 피검체를 미리 설정된 배열상태로 적재시키는 언로더매거진 모듈; 을 포함하는, 초음파검사 장치를 제공한다.

Description

초음파 프로브를 이용한 불량 소자 자동 검사 장치 및 이를 이용한 검사방법{A defect device automatic inspection apparatus using an ultrasonic probe and an inspection method using the same}

본 발명은 초음파 프로브를 이용한 불량 소자 자동 검사 장치 및 이를 이용한 검사방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 초음파프로브 어레이를 활용하여 패키징이 완료된 피검체를 훼손하지 않으면서 내부에 결함이 존재하는지 여부를 검사하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

초음파(ultrasonic wave) 영역의 주파수를 갖는 신호를 활용하여 검사 대상의 내부 이미지를 취득하는 기술이 신체 내부의 장기나 임신 중의 태아를 대상으로 하는 의료 분야나 제조 결과물을 변형시키지 않으면서 내부의 결함을 검출하는 비파괴검사(NDT) 분야 등에서 다양하게 활용되고 있다.

복잡한 회로 패턴을 형성하고 있는 반도체 소자에 대해서도 초음파검사 방식의 불량 검출이 수행될 수 있다. 종래에는 완성품 반도체 소자들 중 일부만을 선별하여 불량 비율을 산출하는 등의 용도로 초음파검사가 수행될 수 있었다. 다만, 근래에 발전하고 있는 자율주행 기술과 관련하여, 소자 불량으로 인한 차량 사고 발생을 방지하기 위해 점차 자율주행 차량용 반도체에 대한 불량 검사의 기준이 강화되고 있다.

종래기술로는 한국공개특허 제10-2014-0001138호인 '초음파검사장치 및 초음파검사방법'이 개시된다. 상기 종래기술은 홀더 및 높이조정수단을 통해, 렌즈와 워크('피검체'를 의미함)의 표면과의 거리를 조정 가능하게 형성함으로써, 안정적 검사 화상을 획득할 수 있는 구조를 개시한다.

다만, 상기 종래기술은 다수의 피검체를 동시에 검사하는 구조를 개시하지 못하는 바, 전수 검사가 필요한 분야에서는 작업 속도가 현저하게 낮을 수밖에 없는 문제가 발생한다.

따라서, 자율주행 등 매우 높은 수준의 제조 품질이 요구되는 분야에서, 반도체 소자의 잠재적인 불량 요소들을 미리 검출해낼 수 있도록 높은 검사 정밀도를 가지면서, 선별 검사가 아닌 반도체 소자들에 대한 전수 검사를 실시할 수 있도록 검사 소요 시간을 줄일 수 있는 개선된 초음파검사 장치의 개발이 요구될 수 있다.

(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2014-0001138호

본 발명에 의해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 높은 검사 정밀도 및 빠른 검사 속도를 동시에 구비하는 초음파검사 시스템 및 이를 이용한 방법를 제안하고자 한다. 특히, 다수의 피검체를 동시에 검사하기 위해 최적화된 구조를 제안하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 초음파스캐닝을 통해, 피검체의 결함을 탐지하는 초음파검사 시스템으로서, 적어도 하나의 피검체가 미리 설정된 배열상태로 적재되며, 상기 피검체를 이동시키는 로딩부가 구비된 로더매거진(loader magazine) 모듈; 전단 측에 위치된 상기 로딩부에 의해, 피검체를 제공받고, 상기 피검체를 제1 방향으로 이송시키는 컨베이어모듈; 상기 컨베이어모듈 상에 위치된 피검체를 대상으로 초음파스캐닝을 수행하며, 상기 피검체의 배열에 대응되도록 형성된 초음파프로브 어레이를 포함하는 초음파스캐닝모듈; 상기 제1 방향을 기준으로, 상기 컨베이어모듈의 후단에 배치되는 언로딩부를 통해, 상기 컨베이어모듈 상의 피검체를 미리 설정된 배열상태로 적재시키는 언로더매거진(unloader magazine) 모듈; 을 포함하고, 상기 컨베이어모듈은, 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 제1 방향으로 피검체를 이동시키는 이송부; 및 상기 이송부 상에 배치되며, 피검체가 안착된 상태로 상기 제1 방향으로 이송시키는 셔틀지그; 를 포함하며, 상기 셔틀지그는, 상기 피검체를 M*N 행렬의 배열상태로 안착시키도록 형성되며(M 및 N은 자연수), 상기 초음파프로브 어레이는, 초음파프로브가 상기 M행과 대응되는 병렬 구조로 배열되는 초음파검사 시스템을 제공한다.

또한, 상기 초음파프로브 어레이는, 상기 M이 2인, 듀얼(dual) 초음파프로브로 형성될 수 있다.

또한, 상기 초음파스캐닝모듈은, 상기 피검체의 상면을 초음파스캐닝하는 제1 초음파프로브 어레이; 및 상기 피검체의 하면을 초음파스캐닝하는 제2 초음파프로브 어레이; 를 포함하며, 상기 제1 방향을 기준으로, 상기 제1 및 제2 초음파프로브 어레이 사이에는, 상기 제1 초음파프로브 어레이에 의해 초음파스캐닝이 완료된 피검체를 미리 설정된 방식으로 플리핑(flipping)하는 반전모듈; 을 더 포함하고, 상기 제2 초음파프로브 어레이는, 상기 반전모듈에 의해, 상하가 반전된 상태의 피검체를 제공받도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 반전모듈은, 상기 이송부(112)의 외측에 배치되며, 피검체의 상하가 반전되도록 플리핑시키는 플리핑부; 및 상기 컨베이어모듈 상측에 구비되며, 상기 셔틀지그 상의 피검체를 상기 플리핑부로 이동시키고, 상기 플리핑부에 의해 상하가 반전된 피검체를 상기 셔틀지그 상의 원위치로 이동시키는 픽업부; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 플리핑부 및 픽업부는, 상기 제1 방향으로 연장 형성되되, 상기 1*N 행렬과 대응되는 형태로 구성되며, 상기 픽업부는, 상기 M행에 대응되는 횟수만큼 상기 피검체를 상기 셔틀지그 및 플리핑부 사이에서 왕복 이동시키고, 상기 왕복 이동방향은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향일 수 있다.

또한, 상기 초음파검사 시스템은, 상기 셔틀지그 상의 피검체의 정위치 여부를 판단하는 정렬확인모듈; 을 더 포함하며, 상기 정렬확인모듈은, 상기 셔틀지그 하측에 구비된 인덱스센서 및 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 위치에 형성된 탐지홀을 통해, 상기 셔틀지그 상의 피검체의 정위치 여부를 확인하는 제1 정렬부; 를 포함하고, 상기 제1 정렬부는, 상기 컨베이어모듈에 의한, 상기 셔틀지그의 이송속도 제어를 기반으로 할 수 있다.

또한, 상기 정렬확인모듈은, 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 인식하도록 구성된 감지카메라를 이용하여, 상기 셔틀지그 상의 피검체의 정위치 여부를 확인하는 제2 정렬부; 를 더 포함하며, 상기 초음파스캐닝모듈은, 상기 제1 방향을 기준으로, 상기 제2 정렬부 후단에 배치될 수 있다.

또한, 상기 정렬확인모듈은, 상기 초음파프로브 어레이에 의해 생성된 이미지정보를 기반으로, 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 보정하도록 형성된 제3 정렬부; 를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명은 전술한 초음파검사 시스템을 이용하는 방법으로서, (a1) 셔틀지그 하측에 구비된 인덱스센서 및 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 위치에 형성된 탐지홀을 이용하되, 상기 셔틀지그의 이송속도 제어를 기반으로 피검체의 정위치 여부를 판단하는 제1 정렬단계; (a2) 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 인식하도록 구성된 감지카메라를 이용하여, 피검체의 정위치 여부를 확인하는 제2 정렬단계; 및 (a3) 초음파프로브 어레이에 의해 생성된 이미지정보를 기반으로, 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 보정하도록 형성된 제3 정렬단계; 를 포함하는, 방법을 제공한다.

또한, 상기 (a2) 단계 이후 및 상기 (a3) 단계 이전에는, (a21) 상기 (a2) 단계에서의 결과를 기반으로, 상기 초음파프로브 어레이의 높이를 조절하는 단계; (a22) 상기 초음파스캐닝모듈 중 제1 초음파프로브 어레이를 통해, 상기 피검체의 상면에 초음파스캐닝이 수행되는 단계; (a23) 상기 피검체에 미리 설정된 방식으로 1차건조가 수행되는 단계; (a24) 반전모듈을 통해, 상기 피검체의 상하가 반전되는 단계; (a25) 상기 초음파스캐닝모듈 중 제2 초음파프로브 어레이를 통해, 상기 피검체의 하면에 초음파스캐닝이 수행되는 단계; 및 (a26) 상기 피검체에 미리 설정된 방식으로 2차건조가 수행되는 단계; 를 포함하며, 상기 (a21) 단계 내지 (a26) 단계는, 상기 피검체를 상기 제1 방향으로 이송시키는 컨베이어모듈을 통해, 순차적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

종래에 초음파검사를 위해 활용되던 단일 초음파 프로브 대신, 복수의 프로브 요소들로 구성되는 특정한 구조의 초음파프로브 어레이가 활용될 수 있으므로, 종래의 선 기반 검사가 아닌 어레이 구조에 의한 면 기반 검사가 수행될 수 있어 초음파검사의 정확도 및 검사 속도가 향상될 수 있다.

특히, 세부 회로패턴의 돌출 형상으로 인한 초음파 산란의 영향을 줄이기 위해 불량 검사용 초음파신호를 조사하는 방향을 특정하는 경우, 세부 회로패턴 근방에 존재하는 잠재 결함을 검출하는 것도 가능해질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 전체 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 개략적인 전체 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 컨베이어모듈을 개략적으로 도시된 사시도로서, 정렬확인모듈을 함께 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 초음파스캐닝모듈을 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 반전모듈을 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 건조모듈 중 핫챔버부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 초음파프로브를 개략적으로 도시하는 모식도이다.
도 9는 초음파프로브 어레이를 활용하여 피검체의 경계면패턴 이미지를 생성하는 방식을 설명하기 위한 참고도이다.
도 10은 본 발명에 따른 셔틀지그 상의 피검체의 정위치 여부를 판단하는 방법의 순서도이다.
도 11은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 전체 공정의 모식도이다.
도 12는 도 11의 모식도를 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템을 이용하여 피검체를 검사한 결과데이터를 도시한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명될 것이다. 이하에서의 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명에 따른 권리범위를 제한하거나 한정하기 위한 것은 아니다. 본 발명에 관한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명에 따른 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에 관한 기술 분야에서 널리 사용되는 일반적인 용어로 기재되었으나, 본 발명에서 사용되는 용어의 의미는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 새로운 기술의 출현, 심사기준 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 일부 용어는 출원인에 의해 임의로 선정될 수 있고, 이 경우 임의로 선정되는 용어의 의미가 상세하게 설명될 것이다. 본 발명에서 사용되는 용어는 단지 사전적 의미만이 아닌, 명세서의 전반적인 맥락을 반영하는 의미로 해석되어야 한다.

본 발명에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다'와 같은 용어는 명세서에 기재되는 구성 요소들 또는 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 일부 구성 요소들 또는 단계들은 포함되지 않는 경우, 및 추가적인 구성 요소들 또는 단계들이 더 포함되는 경우 또한 해당 용어로부터 의도되는 것으로 해석되어야 한다.

후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자 및 설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본원에서 사용되는 '피검체'는 검사의 대상이 되는 반도체소자를 포함하되, 초음파 조사를 이용하여 검사를 수행할 수 있는 모든 객체를 포함하며, 워크로 불리기도 한다. 본원에서는 피검체가 면 형상인 것을 전제로 설명하나, 피검체의 형태는 이에 제한되지 않는다.

또한, 본원에서 사용되는 '제1 방향'은 컨베이어모듈(레일 및 벨트)의 연장방향을 의미한다. 즉, 컨베이어모듈의 연장방향은 피검체의 이송방향을 의미하는 것으로 본원에서 사용된다. 또한, '제2 방향'은 컨베이어모듈의 폭방향을 의미한다. 수평방향을 기준으로, 제1 방향 및 제2 방향은 상호 수직한 방향을 의미한다.

본원에서 사용되는 '행렬'이라는 용어에서, 설명의 편의상 제1 방향은 '열'을 의미하고, 제2 방향은 '행'을 의미하도록 사용된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명될 것이다. 본 발명에 관한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 대해서는 자세한 설명이 생략된다.

초음파검사 시스템의 전체 구성

도 1은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 전체 개념도이며, 도 2는 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 개략적인 전체 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 평면도이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파검사 시스템은 크게 로더매거진(loader magazine) 모듈(101), 컨베이어모듈(110), 초음파스캐닝모듈(120), 반전모듈(130) 및 언로더매거진(unloader magazine) 모듈(102)을 포함한다.

로더매거진 모듈(101)은 적어도 하나의 피검체가 미리 설정된 배열상태인 매거진상태로 적재되며, 피검체를 이동시키는 로딩부(111)가 구비된다. 구체적으로, 로딩부(111)는 초음파검사 시스템 내에서 피검체를 운반할 수 있다. 로딩부(111)은 초음파검사 시스템의 전단 측에 매거진 형태로 적재되어 있는 피검체를 컨베이어모듈(110)로 이동시킬 수 있다.

여기서, 컨베이어모듈(110)은 '초음파검사 스테이지'의 기능을 수행하는 바, 피검체는 초음파검사를 위해 로딩부(111)에 의해 컨베이어모듈(110) 상의 셔틀지그(113)로 이동된다. 이 때, 로딩부(111)는 피검체를 DMC 각인 및 바코드 검사를 위한 위치로 운반할 수도 있다. 도시된 예시에서와 같이, 로딩부(111)는 푸쉬앤풀(push and full) 방식의 구조로 구성될 수 있고, 매거진은 소정의 단위로 컨베이어모듈(110)의 전단 측에 위치될 수 있다.

도 2에서는 매거진이 5행으로 구성되며, 로딩부(111)는 피검체가 적층된 매거진을 미리 설정된 가이드부를 통해 이송한 후, 컨베이어모듈(110) 상에 안착하도록 구성된다. 일 예시로, 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 로딩부(111)는 단위 피검체의 이동시 8초가 소요되며, 셔틀지그(113)가 8개의 피검체를 안착시킬 수 있는 구조라고 전제할 경우, 셔틀지그(113) 상에 피검체를 안착시킴에 있어서, 총 64초라는 짧은 시간이 소요된다.

로딩부(111)는 로봇 암(robot arm)의 형태로 구현될 수 있고, 또는 소자 운반 기능을 갖는 다른 형태의 기계 구조로 구현될 수 있는 바, 도면에 도시된 형태로 제한되지는 않음을 미리 명시한다.

컨베이어모듈(110)은 상기의 로딩부(111)를 통해 피검체를 제공받고, 피검체를 제1 방향으로 이송하는 기능을 수행한다.

컨베이어모듈(110)은 이송부(112), 셔틀지그(113) 및 구동부(114)로 구성된다. 이송부(112)는 셔틀지그(113)를 이동 가능하도록 지지하고, 셔틀지그(113)의 이동을 가이드하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 이송부(112)는 제1 방향으로 연장되며, 이송부(112)는 구동부(114)와 연결되어 구동부(114)로부터 동력을 제공받도록 구성된다. 구동부(114)의 동작에 의해, 이송부(112)는 연속적으로 제1 방향으로 이동하되, 미리 설정된 개별 구간마다 정지하여, 초음파검사를 수행하도록 구성된다.

상기 구간과 관련하여, 본 발명에 따른 컨베이어모듈(110)은 크게 다음의 5개 구간(또는 영역)으로 구분된다.

'제1 구간'은 로더매거진 모듈(101)이 동작되는 구간이다.

'제2 구간'은 제1 초음파프로브 어레이(121)에 의해 초음파스캐닝이 수행되는 구간이다.

'제3 구간'은 반전모듈(130)에 의해, 피검체가 플리핑되는 구간이다.

'제4 구간'은 제2 초음파프로브 어레이(122)에 의해 초음파스캐닝이 수행되는 구간이다.

'제5 구간'은 언로더매거진 모듈(101)이 동작되는 구간이다.

여기서, 제1 내지 제5 구간은, 제1 방향을 따라, 순차적으로 형성되며, 프로세서(160)는 구동부(114)와 연동되어 미리 설정된 조건에 따라, 구동부(114)의 동작을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 제2 구간에서 제1 초음파프로브 어레이(121)에 의해 초음파스캐닝이 수행되는 중에는 구동부(114)가 동작하지 않음으로써, 이송부(112)의 정지상태를 유지시킨다. 제1 초음파프로브 어레이(121)에 의해, 피검체 상면에 대해 초음파검사가 완료되며, 이미지정보의 획득이 완료된 이후, 프로세서(160)는 구동부(114)에 동작신호를 전송하도록 구성된다.

셔틀지그(113)는 이송부(112) 상에 결합되며, 피검체가 안정적으로 안착할 수 있는 공간을 제공한다. 즉, 피검체는 셔틀지그(113) 상에 안착된 상태로, 제1 방향으로 이동하도록 구성된다. 이 때, 셔틀지그(113)는 피검체를 M*N 행렬의 배열상태로 안착시키도록 형성된다(M 및 N은 자연수). 도 2 내지 4에서는 M=2, N=4인 일 예시적 구조가 도시된다. 즉, 1단위의 셔틀지그(113)는 총 8개의 피검체를 동시에 이송할 수 있다.

셔틀지그(113)는 상기와 같이, 복수의 피검체를 동시에 이송시키는 바, 구동부(114)는 셔틀지그(113)의 배열형태를 기반으로 동작된다. 연속적으로 이동시키는 것이 아니라, 1열씩 초음파검사(또는 스캐닝)가 수행되도록 불연속적으로 셔틀지그를 이동시킨다. 즉, 스캐닝 단위만큼 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.

초음파스캐닝모듈(120)은 컨베이어모듈(110) 상에서 이동하는 셔틀지그(113)에 장착된 피검체를 대상으로 초음파스캐닝을 수행하는 구성이다.

초음파스캐닝모듈(120)은 초음파프로브 어레이(121, 122)를 포함한다. 초음파프로브 어레이(121, 122)는 피검체에 초음파 영역의 주파수를 갖는 검사 신호를 조사할 수 있고, 그에 따라 피검체의 층별 경계면에서 반사되는 에코 신호를 측정할 수 있다. 초음파프로브 어레이(121, 122)는 단일의 프로브로 구성되는 것이 아닌, 복수의 프로브 요소(124d)들로 구성될 수 있으며, 그로 인해 '선 기반'의 스캐닝이 아닌 '면 기반'의 스캐닝을 수행할 수 있다.

초음파스캐닝 과정에서 초음파신호 및 에코 신호는 초음파 전달용 매질을 통해 전달될 수 있다. 예를 들면, 물과 같은 초음파 전달용 매질을 통해 초음파신호 및 에코 신호가 전달되는 경우에는 공기를 통해 전달되는 경우 대비 고주파수 영역에서의 감쇠가 감소할 수 있으므로, 보다 원활한 결함 검사가 수행될 수 있다. 예시된 물 이외에도, 신호 감쇠를 방지할 수 있는 다른 적절한 종류의 물질이 초음파 전달용 매질로 활용될 수 있다.

초음파프로브 어레이(121, 122)의 형태는 셔틀지그(113)의 형태와 대응되도록 형성됨으로써, 초음파검사 효율을 극대화시킬 수 있다. 전술한 셔틀지그(113)의 배열상태와 동일하게 초음파프로브 어레이(121, 122)를 구성할 수도 있으나, 초음파프로브가 고가인 점을 고려할 때, 초음파프로브 어레이(121, 122)는 초음파프로브(121a, 122a)를 상기의 M행과 대응되는 병렬 구조로 배열시키는 것이 바람직하다.

도 5를 참조하면, 초음파프로브 어레이(121, 122)는, 상기 M=2인, 듀얼(dual) 초음파프로브로 형성되는 바, 동시에 2단위의 피검체의 초음파스캐닝을 수행할 수 있다. 이 때, 구동부(114)는 초음파스캐닝 간격에 대응되는 거리만큼 셔틀지그(113)를 이동시키도록 구성된다. 물론, 초음파프로브 어레이(121, 122)는 고정된 상태에서, 구동부(114)에 의해 셔틀지그(113)가 제1 방향으로 이동하면서 초음파스캐닝이 수행되는 구조로 형성될 수도 있으나, 이와는 반대로, 초음파프로브 어레이(121, 122)가 별도의 구동장치와 결합되어 초음파프로브 어레이(121, 122)가 제1 방향 또는 제1 방향의 반대방향으로 이동하면서 초음파스캐닝을 수행할 수도 있다. 이는 설계자의 선택에 따라, 최적으로 설계될 수 있다.

한편, 피검체의 반도체기판은 기판 상면에 형성되는 상면 반도체패턴 및 기판 하면에 형성되는 하면 반도체패턴을 가질 수 있다. 예시적으로, 반도체 패키징 설계에 따라, 상??하면 패턴들 중 실질적인 세부 회로 패턴은 어느 한 면에 형성될 수 있고, 다른 한 면에는 방열 구조 등 부수적인 패턴이 형성될 수 있다.

이러한 점을 고려할 때, 초음파스캐닝모듈(120)은 다양한 방식으로 설계될 수 있다. 가령, 초음파스캐닝모듈(120)은 상하 동시측정방식으로 설계될 수 있고, 그 결과로, 상면 반도체패턴에 대한 상면이미지 및 하면 반도체패턴에 대한 하면이미지가 생성될 수 있다.

다만, 상하 동시측정방식에서 초음파프로브 어레이 및 추가 초음파프로브 어레이에 의해 상면과 하면에 대한 초음파스캐닝이 동시에 수행되는 경우, 세부 회로 패턴의 3차원 구조로 인한 초음파 산란에 의한 영향으로 전반적으로 흐린 이미지가 획득되는 문제가 있는 바, 상하 동시측정방식보다는 상하 별도측정방식으로 설계되는 것이 더욱 바람직하다. 이하에서는 '상하 별도측정방식'을 전제로 설명한다.

'상하 별도측정방식'은, 전술한 상하 동시측정방식의 경우와는 달리, 상면 반도체패턴에 대한 초음파스캐닝이 수행되어 상면이미지가 생성된 이후에, 하면 반도체패턴에 대한 초음파스캐닝이 수행되어 하면이미지가 생성되는 방식이다.

상하 별도측정방식과 관련하여, 초음파스캐닝 과정에서, 초음파프로브 어레이(121, 122)에 의해 상면에 대한 초음파스캐닝이 수행된 이후, 하면에 불량 검사용 초음파신호를 조사하도록 추가로 구비되는 추가 초음파프로브 어레이에 의해 하면에 대한 추가 초음파스캐닝이 수행될 수 있다.

본 발명은 상하 별도측정방식에 최적화된 초음파스캐닝모듈(120) 및 반전모듈(130) 구조를 제공한다.

초음파스캐닝모듈(120)은 피검체의 상면을 초음파스캐닝하는 제1 초음파프로브 어레이(121) 및 상기 피검체의 하면을 초음파스캐닝하는 제2 초음파프로브 어레이(122)로 구성된다. 여기서, '상면' 및 '하면'은 초음파스캐닝모듈(120)로 진입하기 전의 피검체의 상태를 기준으로 정의한 것이며, '일면' 및 '타면'으로 구분하여도 무방하다.

제1 초음파프로브 어레이(121)에 대해 자세히 설명한다.

도 8의 (a) 및 (b)에는 초음파프로브 어레이의 예시적인 구조가 도시되며, (c)에는 초음파프로브 어레이의 동작 방식이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 초음파프로브 어레이는 어레이구조를 갖기 때문에 단일 프로브 구조 대비 높은 정밀도 및 스캔 속도를 가질 수 있다.

초음파프로브 어레이(121, 122)는 일정한 피치(pitch)를 두고 일렬로 배열되는 복수의 프로브 요소(121d)들을 포함할 수 있고, 복수의 프로브 요소(121d)들 각각의 크기 및 복수의 프로브 요소(121d)들이 갖는 일정한 피치의 크기는 상기 피검체의 1매당 스캐닝 소요 시간에 따라 결정될 수 있다.

복수의 프로브 요소(121d)들은 진동자(oscillator)의 형태로 구성되어 위상맞춤 어레이 초음파(Phased array ultrasonics) 등의 방식으로 불량 검사용 초음파신호를 생성할 수 있다. 복수의 프로브 요소(121d)들의 배열 간격을 나타내는 피치, 및 각 프로브 요소(121d)의 크기에 따라 스캐닝 속도가 달라질 수 있다. 다른 요소들이 동일할 때 피치가 커질수록 스캐닝 속도는 빨라지는 대신 스캐닝 해상도가 감소할 수 있다.

자율주행 차량용 전력 모듈 소자 등의 경우에서와 같이 다량의 소자들에 대한 전수 검사가 필요한 경우에는, 소자 1매당 소요 시간, 즉 스캐닝 속도에 대한 요구 사항이 설정되는 경우가 있을 수 있다. 이 때 요구 스캐닝 속도를 충족시키기 위해 프로브 요소들 간의 피치, 또는 각 프로브 요소의 크기와 같은 초음파프로브 어레이의 세부 사양이 변경될 수 있다.

도 8의 (c)를 참조하면, 초음파프로브 어레이(121, 122)는 피검체에 대한 초음파스캐닝을 수행할 수 있다. 일정한 크기, 예를 들면 190 mm * 140 mm의 크기를 갖는 소자에 대해 스캔 간격마다 하나의 라인씩 면 방식의 스캐닝이 수행될 수 있다.

도 9는 초음파프로브 어레이를 활용하여 피검체의 경계면패턴 이미지를 생성하는 방식을 설명하기 위한 참고도이다.

도 9를 참조하면, 초음파프로브 어레이를 활용하여 피검체의 경계면패턴 이미지를 생성하는 방식과 관련하여 초음파스캐닝 과정(210) 및 에코생성 과정(220)이 도시되어 있다.

초음파스캐닝 과정(210)과 관련하여, 초음파프로브 어레이(121, 122)의 피검체에 대한 초음파 스캐닝은 초음파 전달용 매질을 통해 수행될 수 있다. 구체적으로, 불량검사용 초음파신호는 고주파수 영역에서 발생하는 불량검사용 초음파신호의 감쇠를 방지하기 위해 초음파프로브 어레이 및 피검체 사이에 충전되는 초음파 전달용 매질을 통해 상면 반도체 패턴에 조사될 수 있고, 초음파 전달용 매질은 액체일 수 있으며, 상기 액체는 물이나 기타 초음파 전달이 용이한 성질의 혼합물일 수 있다.

초음파프로브 어레이(121, 122)에 의한 불량검사용 초음파신호는 매질을 통해 피검체로 조사되어 물질간 경계면에서 반사될 수 있다. 예시로서, 피검체는 상면 반도체 패턴, 반도체 기판 및 하면 반도체 패턴의 3층 구조를 가질 수 있고, 층간 경계면 또는 매질-소자 경계면에서 초음파 신호 반사가 발생할 수 있다.

에코생성 과정(220)에서와 같이, 반사된 초음파 신호, 즉 초음파 에코신호는 경계면 물질의 성질을 반영할 수 있다. 도시된 바와 같이 경계면의 종류마다 상이한 특성의 초음파 에코신호가 발생할 수 있고, 특히 피검체의 내부에 결함이 존재하는 경우에는, 해당 결함의 경계에서 그에 대응되는 초음파 에코신호가 발생할 수 있다.

따라서, 프로세서(160)는 피검체로부터의 초음파 에코신호를 분석함으로써 경계면패턴에 이상이 없는지, 또는 크랙이나 박리 등과 같은 내부 결함이 존재하지는 않는지를 나타내는 경계면패턴 이미지를 생성할 수 있다.

반전모듈(130)은 제1 방향을 기준으로, 제1 및 제2 초음파프로브 어레이(121, 122) 사이에 위치된다. 제1 초음파프로브 어레이(121)에 의해 초음파스캐닝이 완료된 피검체들은 반전모듈(130)에 의해 상하가 반전되며, 반전된 상태로 제2 초음파프로브 어레이(122)에 제공된다. 이러한 일련의 과정에 의해, 상하 별도측정방식을 효과적으로 적용할 수 있다.

도 6을 참조하여 설명하면, 반전모듈(130)은 제1 초음파프로브 어레이(121)에 의해 1차 초음파스캐닝(상면 스캐닝을 의미함)이 완료된 피검체를 플리핑(flipping)하도록 구성된다. 전술한 바와 같이, 피검체는 셔틀지그(113) 상에 탑재된 상태로 이동하는 바, 1단위의 셔틀지그(113)에 대한 초음파스캐닝이 모두 완료되어 셔틀지그(113)가 제3 구간으로 진입이 완료된 경우, 반전모듈(130)이 동작한다.

구체적으로, 반전모듈(130)은 플리핑부(131) 및 픽업부(132)로 구성된다.

플리핑부(131)는 이송부(112)의 외측에 배치되며, 피검체의 상하가 반전되도록 플리핑시키도록 구성된다. 픽업부(132)로부터 제2 방향으로 이동된 피검체를 지지하는 지지체(131a) 및 회전체(131b)를 포함한다. 다만, 도 6에 도시된 구조는 플리핑부(131)의 일 예시적 구조이며, 피검체를 안정적으로 회전시킬 수 있는 구조라면, 어떠한 구조라도 채용 가능하다.

지지체(131a)는 셔틀지그(113)와 대응되는 형태로 형성되며, 2*4의 피검체를 수용한 상태에서, 피검체의 상??하면을 반전시키도록 구성된다. 회전체(131b)는 회전축을 포함하며, 픽업 효율 및 픽업부(132)의 동선을 최소화시키기 위해, 제1 방향과 나란한 방향으로 배치된다.

픽업부(132)는 컨베이어모듈(110) 상측에 구비되며, 셔틀지그(113) 상의 피검체를 플리핑부(131)로 이동시키고, 플리핑부(131)에 의해 상하가 반전된 피검체를 셔틀지그(113) 상의 원위치로 이동시키는 역할을 수행한다. 즉, 픽업부(132)는 셔틀지그(113) 상의 피검체를 소정의 방식으로 결합시킨 후, 상방을 향해 들어올리며, 제2 방향으로 이동하여 상기의 플리핑부(131)의 지지체(131a) 상으로 피검체를 이동시킨다. 픽업부(132)는 셔틀지그(113)의 1행에 탑재된 피검체들을 인출하도록 구성될 수 있다. 2*4의 피검체를 수용하는 셔틀지그(113)의 경우에는, 1행의 피검체들을 인출한 후, 2행의 피검체들을 인출하는 과정이 필요하다.

반전모듈(130)의 일 예시적 동작을 설명한다. 먼저, 픽업부(132)가 셔틀지그(113)의 1행에 위치된 4열(4개를 의미함)의 피검체들을 인출한 후, 플리핑부(131)의 지지체(131a) 상으로 이동시킨다(제2 방향으로의 이동을 의미함). 그 다음, 픽업부(132)는 다시 컨베이어모듈(110) 상측으로 이동하여 셔틀지그(113)의 2행에 위치된 4열의 피검체들을 인출한 후, 지지체(131a) 상으로 이동시킨다. 이 때, 2행에 위치된 4열의 피검체들은 이미 지지체(131a)로 이동된 1행과 나란한 위치로 이동시킬 수 있다.

그 다음, 지지체(131a) 상에 배열된 1행의 피검체들을 반전시킨 후, 2행의 피검체들을 반전시킴으로써, 모든 피검체들의 상??하면을 반전시킨다. 마지막으로, 픽업부(132)는 지지체(131a)에 2*4로 배열된 피검체들을 다시 셔틀지그(113) 상으로 이동시킴으로써, 제2 초음파프로브 어레이(122)에 진입할 준비를 완료한다.

제2 초음파프로브 어레이(122)는 상??하면이 반전된 피검체에 대해 다시 초음파스캐닝을 수행함으로써, 상하 별도측정방식을 완료할 수 있다. 제2 초음파프로브 어레이(122)에서 수행되는 과정은 전술한 제1 초음파프로브 어레이(121)와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.

제2 초음파프로브 어레이(122)에 의해 초음파스캐닝이 완료된 셔틀지그(113)는, 이송부(112)에 의해 제5 구간으로 진입한다. 제5 구간은 이송부(112)의 후단을 의미하며, 언로더매거진 모듈(101)의 언로딩부(115)에 의해 상면 및 하면의 초음파스캐닝이 완료된 피검체를 미리 설정된 배열상태로 다시 적재시킨다. 이 때, 매거진 형태로 적재시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 초음파스캐닝모듈(120)은 워터폴(water fall) 방식으로 초음파 전달용 매질을 공급하는 바, 이러한 초음파 전달용 매질의 건조가 필요하다. 이를 위해, 제1 및 제2 초음파프로브 어레이(122) 후단에는 각각 에어나이프(air knife) 방식으로 피검체에 공기를 분사하는 에어건조부(151, 152)가 구비된다.

이 때, 에어건조부(151, 152)는, 컨베이어모듈(110) 상에 구비되며, 피검체의 인접한 상측에 위치되며, 하방을 향해 소정의 경사를 갖도록 형성되고, 공기가 경사를 따라 하방을 향해 분사되도록 구성된다. 에어건조부(151, 152)를 통해, 에어를 블로잉함으로써, 피검체에 잔류하는 초음파 전달용 매질을 건조시킬 수 있다.

한편, 제5 구간에서는 추가적인 건조과정이 수행된다. 컨베이어모듈(110)의 외측에는 핫챔버부(153)가 구비되며, 언로딩부(115)에 의해 셔틀지그에 위치된 피검체가 바로 매거진 형태로 적재되는 것이 아니라, 핫챔버부(153)에서 건조과정이 수행된 이후, 매거진 형태로 적재되도록 구성될 수 있다.

여기서, 언로딩부(115)는 로봇 암 형태로 구성될 수 있으며, 중공을 형성하며, 커버(153c)를 통해 밀폐 구조를 형성하는 핫챔버부(153) 내측에는 안착지그(153c)가 구비된다. 언로딩부(115)는 셔틀지그(113)의 피검체를 안착지그(153c) 상으로 이동시킨 후, 핫챔버부(153)가 동작되어 건조가 수행된다. 안착지그(153c)의 배열형태 역시, 셔틀지그(113)와 마찬가지로, 피검체를 M*N 행렬의 배열상태로 안착시키는 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

초음파검사 시스템의 정렬확인모듈

본 발명에 따른 초음파검사 시스템은 정렬확인모듈(140)을 포함한다. 정렬확인모듈(140)은 제1 내지 제3 정렬부(141, 142, 143)로 구성된다. 도 4를 참조하여 설명한다.

제1 정렬부(141)는 셔틀지그(113) 하측에 구비된 인덱스센서(141a) 및 셔틀지그(113) 각각에 미리 설정된 위치에 형성된 탐지홀(113a)을 통해, 셔틀지그(113) 상의 피검체의 정위치 여부를 확인하도록 구성된다. 구동부(114)의 2단계 속도제어를 통해 인덱스위치를 유지할 수 있다. 여기서, 구동부(114)는 서보모터로 구성되어 인덱스무빙을 제어할 수 있다. 이에 따라, 셔틀지그(113)를 소정의 거리만큼만 이동시킬 수 있다.

인덱스센서(141a)는 제1 방향으로, 상호 이격되도록 한 쌍으로 형성될 수 있고, 한 쌍의 인덱스센서(141a) 사이의 거리는 피검체 사이의 거리와 대응되도록 구성될 수 있다.

제2 정렬부(142)는 셔틀지그(113) 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크(reference mark)를 인식하도록 구성된 감지카메라(142a)를 이용하여, 셔틀지그(113) 상의 피검체의 정위치 여부를 확인하도록 구성된다. 도 4에는 2*4 행렬의 셔틀지그(113)가 도시되는 바, 총 8개의 피검체가 탑재될 수 있는 구조이다. 8개의 공간 각각에, 피검체의 형태와 대응되는 레퍼런스마크를 미리 표시한 후, 피검체가 셔틀지그(113) 상에 탑재된 상태에서, 감지카메라(142a)를 이용하여 레퍼런스마크를 인식한다. 미리 표시된 레퍼런스마크로부터 피검체가 벗어난 경우, 피검체는 정위치가 아닌 것으로 판단하여, 위치를 재정렬할 수 있다.

제2 정렬부(142)는 셔틀지그(113)가 초음파스캐닝모듈(120)에 진입하기 전인, 제1 초음파프로브 어레이(121) 이전에 구비되는 것이 바람직하며, 초음파스캐닝의 정확도를 극대화시킬 수 있다.

제3 정렬부(143)는 초음파프로브 어레이(121, 122)에 의해 생성된 이미지정보를 기반으로, 셔틀지그(113) 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 보정하도록 형성된다. 초음파프로브 어레이(121, 122)로부터 취득된 정보는 프로세서(160)로 전송되어, 이미지정보가 생성되는데, 상기 이미지정보에는 레퍼런스마크가 함께 확인이 되기 때문에, 레퍼런스마크 자체의 위치가 정위치로 표시되었는지 확인하는 것이다. 만약, 레퍼런스마크의 위치가 정위치가 아닐 경우, 셔틀지그(113) 상에 표시된 레퍼런스마크의 위치를 보정할 수 있다.

상기의 제1 내지 제3 정렬부(141, 142, 143)는 순차적으로 수행되는 것이 바람직하다. 도 10을 참조하면, 제1 내지 제3 정렬부(141, 142, 143)를 이용하여, 셔틀지그 상의 피검체의 정위치 여부를 판단하는 방법의 순서도가 도시된다.

상기 방법은 단계(S110) 내지 단계(S130)을 포함한다.

단계(S110)은 셔틀지그(113) 하측에 구비된 인덱스센서(141a) 및 상기 셔틀지그(113) 각각에 미리 설정된 위치에 형성된 탐지홀(113a)을 이용하되, 상기 셔틀지그(113)의 이송속도 제어를 기반으로 피검체의 정위치 여부를 판단하는 제1 정렬단계이다.

단계(S120)은 상기 셔틀지그(113) 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 인식하도록 구성된 감지카메라(142a)를 이용하여, 피검체의 정위치 여부를 확인하는 제2 정렬단계이다.

단계(S130)은 초음파프로브 어레이(121, 122)에 의해 생성된 이미지정보를 기반으로, 상기 셔틀지그(113) 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 보정하도록 형성된 제3 정렬단계이다.

도 11 및 12를 참조하여, 본 발명에 따른 초음파검사 시스템의 얼라이먼트 전체 과정을 설명한다.

구동부(114)는 인덱스무빙을 제어하는 서보모터(141b) 및 로터리엔코더(rotary encoder)(141c)를 포함한다. 구동부(114)는 컨베이어벨트 형태의 이송부(112)와 연결되며, 구동부(114)의 타측에는 구동부(114)의 텐션을 제어하는 텐션조절부(105)가 구비된다.

구동부(114) 및 텐션조절부(105) 사이에는 벨트텐션유지부(ROSTA)(104)가 위치되며, 상하방향으로 롤러를 이동시킴으로써, 이송부(112)의 텐션을 조절한다.

구동부(114)가 위치된 측을 전단이라 하고, 텐션조절부(105)가 위치된 측을 후단이라고 한다. 전단 측에는 제1 정렬부(141)가 구비되며, 제1 정렬부(141)의 후단에는 제2 정렬부(142)가 구비된다. 제2 정렬부(142)에 의해 피검체의 정위치가 확인된 경우, 셔틀지그(113)는 초음파스캐닝모듈(120)로 진입하도록 구성된다. 이 때, 초음파스캐닝모듈(120)에서는 초음파프로브 어레이(121, 122) 및 피검체 사이의 높이를 확인한 후, 피검체들 각각의 높이를 제어 가능하도록 구성된다.

마지막으로, 프로세서(160)에서는 초음파스캐닝모듈(120)에 의해 생성된 이미지정보를 기반으로, 셔틀지그(113)에 표시된 레퍼런스마크를 보정하도록 구성되며, 이를 제3 정렬부(143)라 한다.

도 12를 참조하여, 전술한 제2 정렬단계(S120) 및 제3 정렬단계(S130) 사이에 수행되는 과정을 설명한다.

상기 과정은 단계(S121) 내지 단계(S126)를 포함한다.

단계(S121)는 상기 단계(S120)에서의 결과를 기반으로, 상기 초음파프로브 어레이의 높이를 조절하는 단계이다. 초음파스캐닝모듈(120)에서는 초음파프로브 어레이(121, 122) 및 피검체 사이의 높이를 확인한 후, 피검체들 각각의 높이를 조절하는 것을 의미한다.

단계(S122)는 초음파스캐닝모듈(120) 중 제1 초음파프로브 어레이(121)를 통해, 피검체의 상면에 초음파스캐닝이 수행되는 단계이다.

단계(S123)는 피검체에 미리 설정된 방식으로 1차건조가 수행되는 단계로서, 본 발명의 일 예시적 구조에서는 에어건조부(151, 152)를 통해 수행된다.

단계(S124)는 반전모듈(130)을 통해, 피검체의 상하가 반전되는 단계이다.

단계(S125)는 초음파스캐닝모듈(120) 중 제2 초음파프로브 어레이(122)를 통해, 상기 피검체의 하면에 초음파스캐닝이 수행되는 단계이다.

단계(S126)는 피검체에 미리 설정된 방식으로 2차건조가 수행되는 단계로서, 전술한 에어건조부(151, 152)에 의해 피검체가 건조된다.

한편, 본 발명에 따른 초음파검사 시스템은 프로세서(160)를 포함한다. 프로세서(160)는 초음파검사 시스템의 구성들을 제어함과 동시에, 초음파스캐닝모듈(120)로부터 전송된 정보를 기반으로 이미지정보를 생성하는 연산처리를 수행한다.

프로세서(160)는 피검체로부터 반사되는 에코신호를 활용하여 피검체의 내부 이미지를 생성할 수 있다. 프로세서(160)는 연산 처리 기능을 갖는 CPU, GPU, AP, 또는 그 조합의 형태 등으로 구현될 수 있고, 필요에 따라 DRAM, 플래시 메모리, SSD, 기타 다양한 형태의 메모리와 함께 구비될 수 있다.

도 13을 참조하면, 피검체의 내부 이미지, 즉 경계면패턴 이미지가 생성되면, 이를 통해 피검체가 어떤 종류의 제조 결함들을 갖는지가 판정될 수 있다. 예를 들면, 경계면패턴 이미지로부터 DBC(direct bonded copper) 크랙, 솔더 보이드, EMC(epoxy mold compound) 박리, 스페이서 비틀림, DMC 보이드 및 세라믹 패턴 박리 등과 같은 제조 결함들이 존재하는지 여부가 판정될 수 있다.

구체적으로, 도 13의 (a)는 DBC 크랙이 발생된 상태를 도시하고, (b)는 솔더 보이드(solder void)가 발생된 상태를 도시하며, (c)는 EMC 박리가 발생된 상태를 도시하고, (d)는 스페이서가 틀어진 상태를 확인할 수 있다.

본 발명에서 상기 실시형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 하고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

101: 로더매거진 모듈
102: 언로더매거진 모듈
110: 컨베이어모듈
120: 초음파스태닝모듈
130: 반전모듈
140: 정렬확인모듈
160: 프로세서

Claims

초음파스캐닝을 통해, 피검체의 결함을 탐지하는 초음파검사 장치로서,
적어도 하나의 피검체가 미리 설정된 배열상태로 적재되며, 상기 피검체를 이동시키는 로딩부가 구비된 로더매거진(loader magazine) 모듈;
전단 측에 위치된 상기 로딩부에 의해, 피검체를 제공받고, 상기 피검체를 제1 방향으로 이송시키는 컨베이어모듈;
상기 컨베이어모듈 상에 위치된 피검체를 대상으로 초음파스캐닝을 수행하며, 상기 피검체의 배열에 대응되도록 형성된 초음파프로브 어레이를 포함하는 초음파스캐닝모듈;
상기 제1 방향을 기준으로, 상기 컨베이어모듈의 후단에 배치되는 언로딩부를 통해, 상기 컨베이어모듈 상의 피검체를 미리 설정된 배열상태로 적재시키는 언로더매거진(unloader magazine) 모듈; 을 포함하고,
상기 컨베이어모듈은,
상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 제1 방향으로 피검체를 이동시키는 이송부; 및
상기 이송부 상에 배치되며, 피검체가 안착된 상태로 상기 제1 방향으로 이송시키는 셔틀지그; 를 포함하며,
상기 셔틀지그는,
상기 피검체를 M*N 행렬의 배열상태로 안착시키도록 형성되며(M 및 N은 자연수),
상기 초음파프로브 어레이는,
초음파프로브가 상기 M행과 대응되는 병렬 구조로 배열되며,
상기 초음파스캐닝모듈은,
상기 피검체의 상면을 초음파스캐닝하는 제1 초음파프로브 어레이; 및
상기 피검체의 하면을 초음파스캐닝하는 제2 초음파프로브 어레이; 를 포함하며,
상기 제1 방향을 기준으로, 상기 제1 및 제2 초음파프로브 어레이 사이에는, 상기 제1 초음파프로브 어레이에 의해 초음파스캐닝이 완료된 피검체를 미리 설정된 방식으로 플리핑(flipping)하는 반전모듈; 을 더 포함하고,
상기 제2 초음파프로브 어레이는,
상기 반전모듈에 의해, 상하가 반전된 상태의 피검체를 제공받도록 형성된,
초음파검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 초음파프로브 어레이는,
상기 M이 2인, 듀얼(dual) 초음파프로브로 형성된,
초음파검사 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 반전모듈은,
상기 이송부의 외측에 배치되며, 피검체의 상하가 반전되도록 플리핑시키는 플리핑부; 및
상기 컨베이어모듈 상측에 구비되며, 상기 셔틀지그 상의 피검체를 상기 플리핑부로 이동시키고, 상기 플리핑부에 의해 상하가 반전된 피검체를 상기 셔틀지그 상의 원위치로 이동시키는 픽업부; 를 포함하는,
초음파검사 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 플리핑부 및 픽업부는,
상기 제1 방향으로 연장 형성되되, 상기 1*N 행렬과 대응되는 형태로 구성되며,
상기 픽업부는,
상기 M행에 대응되는 횟수만큼 상기 피검체를 상기 셔틀지그 및 플리핑부 사이에서 왕복 이동시키고, 상기 왕복 이동방향은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향인,
초음파검사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 초음파검사 장치는,
상기 셔틀지그 상의 피검체의 정위치 여부를 판단하는 정렬확인모듈; 을 더 포함하며,
상기 정렬확인모듈은,
상기 셔틀지그 하측에 구비된 인덱스센서 및 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 위치에 형성된 탐지홀을 통해, 상기 셔틀지그 상의 피검체의 정위치 여부를 확인하는 제1 정렬부; 를 포함하고,
상기 제1 정렬부는,
상기 컨베이어모듈에 의한, 상기 셔틀지그의 이송속도 제어를 기반으로 하는,
초음파검사 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 정렬확인모듈은,
상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 인식하도록 구성된 감지카메라를 이용하여, 상기 셔틀지그 상의 피검체의 정위치 여부를 확인하는 제2 정렬부; 를 더 포함하며,
상기 초음파스캐닝모듈은,
상기 제1 방향을 기준으로, 상기 제2 정렬부 후단에 배치되는,
초음파검사 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 정렬확인모듈은,
상기 초음파프로브 어레이에 의해 생성된 이미지정보를 기반으로, 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 보정하도록 형성된 제3 정렬부; 를 더 포함하는,
초음파검사 장치.
청구항 1에 따른 초음파검사 장치를 이용하는 방법으로서,
(a1) 셔틀지그 하측에 구비된 인덱스센서 및 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 위치에 형성된 탐지홀을 이용하되, 상기 셔틀지그의 이송속도 제어를 기반으로 피검체의 정위치 여부를 판단하는 제1 정렬단계;
(a2) 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 인식하도록 구성된 감지카메라를 이용하여, 피검체의 정위치 여부를 확인하는 제2 정렬단계; 및
(a3) 초음파프로브 어레이에 의해 생성된 이미지정보를 기반으로, 상기 셔틀지그 각각에 미리 설정된 레퍼런스마크를 보정하도록 형성된 제3 정렬단계; 를 포함하는,
방법.
청구항 9에 있어서,
상기 (a2) 단계 이후 및 상기 (a3) 단계 이전에는,
(a21) 상기 (a2) 단계에서의 결과를 기반으로, 상기 초음파프로브 어레이의 높이를 조절하는 단계;
(a22) 상기 초음파스캐닝모듈 중 제1 초음파프로브 어레이를 통해, 상기 피검체의 상면에 초음파스캐닝이 수행되는 단계;
(a23) 상기 피검체에 미리 설정된 방식으로 1차건조가 수행되는 단계;
(a24) 반전모듈을 통해, 상기 피검체의 상하가 반전되는 단계;
(a25) 상기 초음파스캐닝모듈 중 제2 초음파프로브 어레이를 통해, 상기 피검체의 하면에 초음파스캐닝이 수행되는 단계; 및
(a26) 상기 피검체에 미리 설정된 방식으로 2차건조가 수행되는 단계; 를 포함하며,
상기 (a21) 단계 내지 (a26) 단계는,
상기 피검체를 상기 제1 방향으로 이송시키는 컨베이어모듈을 통해, 순차적으로 수행되는,
방법.