KR20010109036A - 엑스-레이를 이용한 피씨비 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엑스-레이를 이용한 피씨비 검사 장치에 관한 것으로서, 검사에 대한 신뢰도를 높이고, 제품의 생산성 향상에 기여하고자 한다.
본 발명에 따른 엑스-레이를 이용한 피씨비 검사 장치는, 장치를 전체적으로 지지하는 베이스 프레임부; 베이스 프레임부의 소정 부위에 설치되며, 검사 대상의 PCB의 특정 부위에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 구동부; 엑스-레이 구동부의 동작을 온/오프 및 공급전압의 크기를 제어하는 스위칭부; 엑스-레이가 조사된 PCB의 특정 부위를 촬상하는 엑스-레이 촬상부; PCB의 특정 부위가 촬상된 영상을 수신하여 디지털 데이터로 변환하는 영상 수신부; 영상 수신부에 의해 변환된 디지털 데이터를 입력받아 영상처리하는 주제어부; 및 주제어부에 의해 처리된 영상을 화면에 나타내는 디스플레이부를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 엑스-레이를 이용하여 PCB의 홀이나 기타 미세 회로를 검사하므로, 외부의 보이는 부분은 물론, MLB와 같이 복수의 PCB가 적층된 구조에서의 PCB와 PCB 사이의 보이지 않는 부분까지도 단시간 내에 정밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 제품의 불량률을 줄여 제품에 대한 경쟁력을 높이고, 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

엑스-레이를 이용한 피씨비 검사 장치{Apparatus for inspecting PCB using X-ray}
본 발명은 PCB(Printed Circuit Board) 검사장치에 관한 것으로서, 특히 엑스-레이(X-ray)를 이용하여 MLB(Multiple Layered Board)의 홀(hole) 및 기타 미세회로를 정밀하게 검사할 수 있는 엑스레이를 이용한 PCB 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 가전제품이나 컴퓨터 등에는 다양한 종류의 PCB가 내장되어 있다. 이와 같은 PCB는 통상 제품의 조립공정 중의 어느 단계에서 PCB 검사장치 (시스템)에 의해 검사 과정을 거치게 된다.
도 1은 종래의 PCB 검사장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 PCB 검사장치는 장치 전체를 지지하는 메인 프레임 (98)과, 그 메인 프레임(98)의 베이스 플레이트(99) 상부에 마련되는 것으로 검사대상의 PCB(100)를 이송하기 위한 컨베이어(101)와, 검사대상의 PCB(100)를 촬상하기 위한 카메라 및 조명장치가 일체화되어 있는 비젼 헤드(102)와, 비젼 헤드(102)를 X,Y축 방향으로 이동시키기 위한 X-Y 직교 2축 로봇(103)과, X-Y 직교 2축 로봇 (103)을 지지 및 고정하는 로봇 프레임(104)과, 상기 비젼 헤드(102)의 카메라에 의해 촬상된 검사대상의 PCB(100)의 검사부위 및 검사결과 등을 디스플레이하기 위한 모니터(105)와, 시스템에 전원을 공급해주는 전원공급부(106)와, 시스템을 전체적으로 제어하는 메인 콘트롤러(107)와, 작업자에 의해 작업 명령이나 시스템 정지 등의 조작을 위한 키보드(108)로 구성되어 있다.
이상과 같은 종래 PCB 검사장치에 있어서, 컨베이어(101)에 의해 검사대상의 PCB(100)가 미리 정해진 검사위치로 이송되면, 비젼 헤드(102)가 X-Y 직교 2축 로봇(103)에 의해 상기 검사위치로 이동하여 검사를 수행한다. 즉, 비젼 헤드(102)에 부착된 카메라가 도 2에 도시된 바와 같은 PCB(100)에 조립되어 있는 칩부품(201)의 납땜부위(201s) 및 IC부품(202)의 납땜부위(202s)를 촬상하여 그 결과를 메인 콘트롤러(107)로 전송하면, 메인 콘트롤러(107)에서는 입력된 신호를 미리 저장되어 있는 기준 데이터와 비교/분석하여 납땜상태의 양,불량을 판정한다. 그리고, 그와 관려된 최종 결과가 모니터(105)에 디스플레이된다.
이렇게 하여, 하나의 PCB(100)에 대한 검사가 완료되면, X-Y 직교 2축 로봇 (103)은 원점으로 복귀하고, 검사완료된 PCB(100)는 컨베이어(101)에 의해 다음 공정으로 이송된다. 그리고, 새로운 PCB가 검사를 위해 다시 이송되어 검사위치에 도착되면, 상기 X-Y 직교 2축 로봇(103)이 이동하여 상기와 같은 검사과정을 반복적으로 수행한다.
그런데, 이상과 같은 종래 PCB 검사장치는 PCB(100)가 고정되어 있는 상태에서 X-Y 직교 2축 로봇(103)에 의해 비젼 헤드(102)가 이동하면서 검사를 수행하므로, 비젼 헤드(102)를 X축 방향으로 이동할 시 비젼 헤드(102) 및 로봇 프레임 (104)의 자중으로 인하여 흔들림이 발생된다. 이에 따라, 비젼 헤드(102)에 부착된카메라에 의한 촬상시 흔들림으로 인하여 정확한 촬상이 이루어지기 어렵고, 그 결과 검사에 대한 신뢰도가 떨어지는 문제가 있다. 또한, 그와 같은 흔들림이 진정되기까지의 로봇(103)의 안정화 시간(지연 시간)을 길게 설정해야 하고, 따라서 PCB의 검사 소요시간이 길어져 제품의 생산성을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 검사에 대한 신뢰도를 한층 높이고, 제품의 생산성 향상에 기여할 수 있는 엑스-레이를 이용한 PCB 검사 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 PCB 검사장치의 개략적인 구성도.
도 2는 일반 PCB에 부품이 조립되어 있는 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 엑스-레이를 이용한 PCB 검사 장치의 외관을 보여주는 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 엑스-레이를 이용한 PCB 검사 장치의 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101...컨베이어 102...비젼 헤드
103...X-Y 직교 2축 로봇 104...로봇 프레임
105...모니터 106...전원공급부
107...메인 콘트롤러 108...키보드
301...메인 프레임부 302...엑스-레이 구동부
302p...전원공급부 302x...엑스-레이 발생기
302c...콜리메이터 303...스위칭부
304...영상촬상부 304s...신틸레이터
304m...고이득 마이크로 플레이트 305...영상수신부
306...주제어부 307...디스플레이부
308...출력장치 320...PCB
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엑스-레이를 이용한 PCB 검사 장치는,
장치를 전체적으로 지지하는 베이스 프레임부;
상기 베이스 프레임부의 소정 부위에 설치되며, 검사 대상의 PCB의 특정 부위에 엑스-레이를 조사(照射)하는 엑스-레이 구동부;
상기 엑스-레이 구동부의 동작을 온/오프(on/off) 및 공급전압의 크기를 제어하는 스위칭부;
상기 엑스-레이 구동부에 의해 엑스-레이가 조사된 PCB의 특정 부위를 촬상하는 엑스-레이 촬상부;
상기 엑스-레이 촬상부에 의해 촬상된 영상을 수신하여 디지털 데이터로 변환하는 영상 수신부;
상기 영상 수신부에 의해 변환된 디지털 데이터를 입력받아 영상처리하는 주제어부; 및
상기 주제어부에 의해 처리된 영상을 화면에 나타내는 디스플레이부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
더 나아가, 상기 디스플레이부의 화면상의 영상을 지면상에 출력하는 출력장치를 더 포함한다.
여기서, 상기 엑스-레이 구동부는 고전압을 공급하는 전원 공급부와, 전원 공급부에 의해 공급된 고전압에 의해 엑스-레이를 방출하는 엑스-레이 발생기로 구성된다. 바람직하게는, 상기 엑스-레이 발생기의 출광면부에는 방출된 엑스-레이를평행빔으로 만들기 위한 콜리메이터(collimator)가 설치된다.
상기 엑스-레이 촬상부로는 그 입광면부에 엑스-레이의 충돌에 의해 발광하는 신틸레이터(scintillator)와, 고이득 마이크로 채널 플레이트(high gain micro channel plate)가 각각 마련되어 있는 CCD(charge coupled device) 카메라가 사용된다.
또한, 상기 영상 처리부에는 상기 엑스-레이 촬상부로부터 수신한 영상을 처리하기 위한 소정의 영상 처리 프로그램이 저장되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 엑스-레이를 이용한 PCB 검사 장치를 나타낸 것으로서, 도 3은 장치의 외관을 보여주는 정면도이고, 도 4는 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 엑스-레이를 이용한 PCB 검사 장치는 장치를 전체적으로 지지하는 베이스 프레임부(301)와, 그 베이스 프레임부 (301)의 소정 부위(도 3에서는 베이스 프레임부의 상면)에 설치되며, 검사 대상의 PCB(320)의 특정 부위에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 구동부(302)와, 그 엑스-레이 구동부(302)의 동작을 온/오프 제어하는 스위칭부(303)와, 상기 엑스-레이 구동부(302)에 의해 엑스-레이가 조사된 PCB(320)의 특정 부위를 촬상하는 엑스-레이 촬상부(304)와, 그 엑스-레이 촬상부(304)에 의해 촬상된 영상을 수신하여 디지털 데이터로 변환하는 영상수신부(305)와, 그 영상수신부(305)에 의해 변환된 디지털 데이터를 수신하여 영상처리하는 주제어부(306) 및 상기 주제어부에 의해 처리된 영상을 화면에 나타내는 디스플레이부(307)를 포함하여 구성된다. 그리고, 더 나아가, 상기 디스플레이부(307)의 화면상의 영상을 용지상에 출력하는 출력장치(308)를 더 포함한다.
여기서, 상기 베이스 프레임부(301)의 일측에는 시스템을 전체적으로 온/오프 시키기 위한 온/오프 키(301k)가 마련된다.
상기 엑스-레이 구동부(302)는 고전압을 공급하는 전원 공급부(302p)와, 그전원 공급부(302p)에 의해 공급된 고전압에 의해 엑스-레이를 방출하는 엑스-레이 발생기(302x)로 구성된다. 바람직하게는, 상기 엑스-레이 발생기(302x)의 출광면부에는 방출된 엑스-레이를 평행빔으로 만들기 위한 콜리메이터(302c)가 설치된다.
상기 스위칭부(303)는 사용자가 발로 페달을 밟았다 떼었다 함으로써 상기 전원 공급부(302p)의 동작을 온/오프 스위칭 및 공급 전압의 크기를 제어하는 풋페달(foot pedal)로 구성된다.
상기 엑스-레이 촬상부(304)로는 그 입광면부에 엑스-레이의 충돌에 의해 발광하는 신틸레이터(304s)와, 고이득 마이크로 채널 플레이트(304m)가 마련되어 있는 CCD(charge coupled device) 카메라가 사용된다.
상기 영상수신부(305)로는 프레임 그래버(frame grabber) 카드가 사용되며, 이 프레임 그래버 카드는 주제어부(306)로서의 컴퓨터의 본체 내부에 설치된다.
또한, 상기 주제어부(306)에는 상기 영상 수신부(305)로부터 입력받은 디지털 데이터를 영상처리하기 위한 소정의 영상 처리 프로그램이 저장된다.
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치의 동작에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명해 보기로 한다.
먼저, 사용자는 베이스 프레임부(301)의 일측에 마련되어 있는 시스템 온/오프 키(301k)를 이용하여 시스템을 온 시키게 된다. 그런 후, 검사대상의 PCB(예컨대, 다층구조의 PCB; MLB)(120)를 베이스 프레임부(301)의 상면에 올려 놓고, 스위칭부(303)인 풋 페달을 발로 밟아 스위칭 온 시킨다. 그러면, 전원 공급부(302p)로부터 엑스-레이 발생기(302x)로 고전압(예컨대, 20kV∼75kV)이 공급되고, 그에 따라 엑스-레이 발생기(302x)로부터 엑스-레이가 방출된다. 이때, 이 방출되는 엑스-레이는 엑스-레이 발생기(302x)의 출광부에 설치되어 있는 콜리메이터(302c)에 의해 평행빔 형태로 출사된다.
이렇게 하여 엑스-레이 발생기(302x)로부터 출력된 엑스-레이는 상기 검사대상의 PCB(120)를 통과(투과)하여 엑스-레이 촬상부(304)로 입사된다. 이때, 입사되는 엑스-레이는 엑스-레이 촬상부(304)의 전면부에 설치되어 있는 신틸레이터 (304s)에 충돌하고, 그에 따라 신틸레이터(304s)가 발광하게 된다. 이때, 신틸레이터(304s)의 발광은 검사대상의 PCB(120)를 투과한 엑스-레이의 광량에 따라 각각 부위 별로 다른 휘도로 발광한다. 즉, 엑스-레이가 검사대상의 PCB(120)를 투과할 때, 엑스-레이는 PCB(120)에 형성되어 있는 홀, 인쇄회로부분 및 그들을 제외한 그 주변의 PCB 몸체 자체를 투과하게 되는데, 따라서 PCB(120)를 투과하여 엑스-레이 촬상부(304)의 신틸레이터(304s)에 충돌하는 엑스-레이 광량은 PCB(120)의 통과 부위 별로 다르게 되고, 그에 따라 신틸레이터(304s)도 그에 대응하여 각각 부위별로 다른 휘도로 발광하게 되는 것이다.
이상과 같이 신틸레이터(304s)가 발광하는 상태에서 엑스-레이 촬상부 (304)의 본체인 CCD 카메라는 엑스-레이가 투과되어 입사되는 PCB(120)의 해당 부위를 촬상하고, 그 촬상된 영상을 NTSC(National Television System Committee) 방식의 신호 형태로 전송하게 된다. 그러면, 영상수신부(305)는 그 신호(아날로그 신호)를 수신하여 디지털 데이터로 변환하여 송출하고, 주제어부(306)인 컴퓨터는 그 변환된 디지털 데이터를 수신하여 영상처리한다. 이때, 특히 엑스-레이에 의한 노이즈 (noise)를 제거하기 위하여 주제어부(306)는 소프트웨어적으로 영상을 평균화 처리하게 된다. 그리고, 이렇게 처리된 영상은 최종적으로 디스플레이부(307)인 컴퓨터 모니터 상에 나타난다.
한편, 이상과 같은 일련의 과정은 실제적으로 짧은 시간 내에 이루어지며, 따라서 사용자(PCB 검사자)가 PCB(120)를 베이스 프레임부(301)의 상면에 올려 놓고, 스위칭부(303)의 풋 페달을 밟으면 단시간 내에 컴퓨터 모니터 화면상에 PCB (120)의 해당 부위가 촬상되어 나타난다. 이에 따라, 사용자는 손으로 PCB(120)를 움직여 엑스-레이의 입사 스폿(spot) 위치를 다양하게 변경시키면서 PCB(120)의 원하는 부위를 골고루 검사할 수 있게 된다. 이때, 또한 풋 페달의 밟는 강도에 따라 공급 전압이 가변되게 되며, 따라서 어느 특정 부위를 정밀하게 검사할 필요가 있을 때는 발로 풋 페달의 밟는 강도를 다양하게 변화시켜 모니터 화면상에 최적의 영상을 디스플레이함으로써, PCB(120)의 해당 부위를 정밀하게 검사할 수 있다. 그리고, 필요에 따라 모니터 화면상의 영상을 지면상(사진상)으로 보고자 할 경우, 출력장치(308)를 통해 모니터 화면상의 영상을 출력하면 된다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치는 엑스-레이를 이용하여 PCB의 홀이나 기타 미세 회로를 검사하므로, 외부의 보이는 부분은 물론, MLB와 같이 복수의 PCB가 적층된 구조에서의 PCB와 PCB 사이의 보이지 않는 부분까지도 단시간 내에 정밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 제품의 불량률을 줄여 제품에 대한 경쟁력을 높이고, 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 장치를 전체적으로 지지하는 베이스 프레임부;
    상기 베이스 프레임부의 소정 부위에 설치되며, 검사 대상의 PCB의 특정 부위에 엑스-레이를 조사(照射)하는 엑스-레이 구동부;
    상기 엑스-레이 구동부의 동작을 온/오프(on/off) 및 공급전압의 크기를 제어하는 스위칭부;
    상기 엑스-레이 구동부에 의해 엑스-레이가 조사된 PCB의 특정 부위를 촬상하는 엑스-레이 촬상부;
    상기 엑스-레이 촬상부에 의해 촬상된 영상을 수신하여 디지털 데이터로 변환하는 영상 수신부;
    상기 영상 수신부에 의해 변환된 디지털 데이터를 입력받아 영상처리하는 주제어부; 및
    상기 주제어부에 의해 처리된 영상을 화면에 나타내는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이부의 화면상의 영상을 지면상에 출력하는 출력장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 엑스-레이 구동부는 고전압을 공급하는 전원 공급부와, 그 전원 공급부에 의해 공급된 고전압에 의해 엑스-레이를 방출하는 엑스-레이 발생기로 구성된 것을 특징으로 하는 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 엑스-레이 발생기의 출광면부에는 방출된 엑스-레이를 평행빔으로 만들기 위한 콜리메이터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 스위칭부는 사용자가 발로 페달을 밟았다 떼었다 함으로써 상기 전원 공급부의 동작을 온/오프 스위칭 및 공급 전압의 크기를 제어하는 풋 페달로 구성된 것을 특징으로 하는 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 엑스-레이 촬상부는 그 입광면부에 엑스-레이의 충돌에 의해 발광하는 신틸레이터와, 고이득 마이크로 채널 플레이트가 각각 마련되어 있는 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 영상 처리부에는 상기 엑스-레이 촬상부로부터 수신한 영상을 처리하기 위한 소정의 영상 처리 프로그램이 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 엑스-레이를 이용한 PCB 검사장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020009527A (ko) * 2001-10-25 2002-02-01 박병욱 블루투스를 이용하여 무선 데이터 통신을 수행하는 디지털방사선 진단장치
CN107356617A (zh) * 2017-08-24 2017-11-17 丹东华日理学电气股份有限公司 数字成像板防撞报警装置
KR20190119428A (ko) * 2018-04-12 2019-10-22 김형모 피씨비 엑스레이 검사 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020009527A (ko) * 2001-10-25 2002-02-01 박병욱 블루투스를 이용하여 무선 데이터 통신을 수행하는 디지털방사선 진단장치
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