KR200203480Y1 - 회로기판의 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회로기판의 납땜 및 부품의 연결 상태를 검사하는 동시에 회로기판의 인식마크 판별을 위해 회로기판의 특정 영역을 촬영하여 이를 사용자가 볼 수 있도록 하는 회로기판의 검사 장치( A test apparatus for printed circuit board )에 관한 것으로서,

인식마크 판별시와 회로 검사시에 서로 다른 렌즈를 구분 사용함으로써 안정적인 회로 검사를 수행할 수 있는 동시에 확대된 인식마크 영상을 얻을 수 있어 노이즈 영향을 최소화하는 동시에 인식오차가 감소되어 회로기판의 인쇄결과가 보다 향상될 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

회로기판의 검사 장치

본 고안은 회로기판의 납땜 및 부품의 연결 상태를 검사하는 동시에 회로기판의 인식마크 판별을 위해 회로기판의 특정 영역을 촬영하여 이를 사용자가 볼 수 있도록 하는 회로기판의 검사 장치에 관한 것으로서, 특히 회로 검사 및 인식마크 판별을 위한 렌즈를 서로 다르게 구분 사용함으로써, 안정적인 회로 검사 기능과 확대된 인식마크 영상을 획득할 수 있어 인식오차가 감소될 수 있는 회로기판의 검사 장치에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 회로기판의 검사 장치를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 회로기판의 검사 장치의 구성이 도시된 도면이고, 도 2는 도 1을 통해 획득한 화면이 도시된 도면인데, (a)는 회로 검사시 회로기판의 특정 영역을 촬영한 도면이고, (b)는 인식마크 인식시 회로기판의 일측 인식마크를 촬영한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 회로기판(1) 위의 납땜 및 부품의 연결 상태를 검사하거나 인식마크 판별을 위해 사용자의 조작에 따라 해당 영역을 촬영하여 이를 사용자에게 디스플레이 하는 전하결합소자 카메라(Charge Coupled Device, 이하 CCD라고 함)(2)와, 회로 검사 및 인식마크 판별을 위해 빛의 양을 조절하면서 상기 회로기판(1)의 해당 영역에서 획득한 영상을 상기 CCD 카메라(20)에 전달하는 영상검출부(3)와, 상기 영상 검출부(3)의 하부에 설치되어 회로기판(10)과 일정한 거리를 유지하면서 이동식으로 상기 회로기판(1)의 특정 영역에 빛을 비추는 제1 조명(L1), 및 상기 영상검출부(3)의 상부에 설치된 제2 조명(L2)으로 구성된다.

특히, 상기 영상검출부(3)는 형태 인식을 위해 제1 또는 제2 조명(L1, L2)에 의해 투과되는 빛의 양을 코팅된 막을 통해 일정 비율로 조절 가능한 하프미러(half mirror)(3a)와, 상기 하프미러(3a)를 통해 들어오는 영상을 상기 CCD 카메라(2)에 전달하는 접안렌즈(3b)가 포함된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 회로기판의 검사 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 회로 검사를 수행할 경우에는 CCD 카메라(2)가 넓은 면적을 촬영해야 하기 때문에 그에 적합한 접안렌즈(3b)를 사용하여 제1 및 제2 조명(L1, L2)을 적절히 이동시키면서 회로기판(1)의 특정 영역의 영상을 획득하게 된다.

다음에, 인식마크 판별시에도 회로 검사를 수행할 때와 동일한 경로 및 배율을 갖는 접안렌즈(3b)를 사용하여 상기 회로기판(1)의 일측 끝단에 있는 인식마크 판별을 수행하게 된다.

즉, 회로 검사시에는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 명암(明暗)으로 구분된 화면 중에서 명부분으로, 상기 회로기판(1) 위의 부품 및 납땜의 상태가 일정한 크기를 갖도록 촬영되어 화면을 통해 사용자에게 디스플레이 되게 된다. 반면에, 도 2의 (a) 및 (b)에서 암부분은 회로기판(1)을 나타내게 된다. 또한, 인식마크 판별시에는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 인식마크, 즉 명부분이 작게 보이는데 이는 회로 검사시와 동일한 경로 및 배율을 갖는 접안렌즈(3b)를 사용하기 때문이다.

사실상, 상기 CCD 카메라(2)가 넓은 면적을 본다는 것은 한 픽셀(pixel)이 의미하는 실제 거리는 커진다는 것을 의미하므로 상기 인식마크가 작게 보이게 되면 작은 노이즈에 대해서도 인식율이 나빠지고, 인식오차가 커지게 된다는 문제점이 있다.

결국, 인식율 및 인식오차에 문제가 발생되게 되면 회로기판(1)의 인쇄결과가 잘못 판정될 수 있다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 인식마크 판별시와 회로 검사시에 서로 다른 렌즈를 구분 사용함으로써 안정적인 회로검사를 수행할 수 있고 확대된 인식마크 영상을 얻을 수 있어 노이즈 영향을 최소화하는 동시에 인식오차가 감소되어 회로기판의 인쇄결과가 보다 향상될 수 있는 회로기판의 검사 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 회로기판의 검사 장치의 구성이 도시된 도면,

도 2는 도 1을 통해 획득한 화면이 도시된 도면인데, (a)는 회로 검사시 회로기판의 특정 영역을 촬영한 도면, (b)은 인식마크 인식시 회로기판의 일측 인식마크를 촬영한 도면,

도 3은 본 고안에 따른 회로기판의 검사 장치의 구성이 도시된 도면,

도 4는 도 3을 통해 획득한 화면이 도시된 도면인데, (a)는 회로 검사시 회로기판의 특정 영역을 촬영한 도면, (b)은 인식마크 인식시 회로기판의 일측 인식마크를 확대 촬영한 도면,

도 5는 도 3의 일부 구성요소인 접안렌즈와 줌렌즈의 위치 선정을 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 회로기판 20 : CCD 카메라

30 : 영상검출부 31, 33 : 제1 및 제2 하프미러

32 : 접안렌즈 34 : 줌렌즈

L1, L2, L3 : 제1 내지 제3 조명 D : 접안렌즈 및 줌렌즈간의 거리

S1 : 접안렌즈의 내측 영상거리 S2 : 줌렌즈의 내측 영상거리

F1 : 접안렌즈의 초점거리 F2 : 줌렌즈의 초점거리

V1 : 접안렌즈의 외측 영상거리 V2: 줌렌즈의 외측 영상거리

상기한 과제를 해결하기 위한 본 고안에 의한 회로기판의 검사 장치의 제1 특징에 따르면, 회로기판 위에서 회로 검사 및 인식 마크(Mark) 판별을 위해 사용자의 조작에 따라 특정 영역의 영상을 촬영하여 이를 사용자에게 디스플레이 시키는 카메라부와, 상기 회로 검사 및 인식 마크 판별을 구분 검출할 수 있도록 렌즈의 사용을 각각 다르게 하여 해당 영역의 영상을 획득하는 영상검출부로 이루어지되;

상기 영상 검출부는 그 하부에 설치되고 상기 회로기판의 특정영역에 빛을 비추는 제1 조명과, 상기 영상 검출부의 상부에서 일정 거리를 두고 배치되어 회로 검사시 온(ON) 동작되는 동시에 인식마크 판별시 오프(OFF) 동작되는 제2 조명, 및 상기 제2 조명과 반대 동작을 수행하는 제3 조명과, 상기 제1 조명 및 제2 조명 사이에 위치되어 빛의 양을 조절하면서 회로기판에서 특정영역의 영상을 상기 카메라부로 전달하는 회로검사부와, 상기 제1 조명 및 제3 조명 사이에 위치되는 동시에 상기 회로검사부와 일정 거리를 두고 배치되어 빛의 양을 조절하면서 인식마크 판별 영상을 상기 카메라부로 확대 전달하는 인식마크 판별부를 포함하여 구성된다.

또한, 본 고안의 제2 특징에 따르면, 상기 회로검사부는 하프 미러(Half mirror)와 접안렌즈로 형성되고, 상기 인식마크 판별부는 부분반사 미러와 줌렌즈로 형성된다.

그리고, 본 고안의 제3 특징에 따르면, 상기 줌렌즈는 인식마크 판별 영상이 상기 접안 렌즈를 통해 카메라부로 확대 전달될 수 있도록 고배율로 형성되는 동시에 상기 접안렌즈와 일정 거리를 두고 배치된다.

마지막으로, 본 고안의 제4 특징에 따르면, 상기 제1 내지 제3 조명은 회로기판의 특정 영역에 빛을 비추기 위해 이동 가능하게 형성된다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 회로기판의 검사 장치의 구성이 도시된 도면이고, 도 4는 도 3을 통해 획득한 화면이 도시된 도면인데, (a)는 회로 검사시 회로기판의 특정 영역을 촬영한 도면이고, (b)는 인식마크 인식시 회로기판의 일측 인식마크를 확대 촬영한 도면이며, 도 5는 도 3의 일부 구성요소인 접안렌즈와 줌렌즈의 위치 선정을 위한 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 회로기판(10) 위의 회로 검사 및 인식마크(Mark) 판별을 위해 사용자의 조작에 따라 회로기판(10)의 특정 영역의 영상을 촬영하여 이를 사용자에게 디스플레이 시키는 CCD 카메라(20)와, 상기 회로기판(10) 위의 회로 검사 및 인식마크 판별이 구분 검출될 수 있도록 렌즈의 사용을 각각 다르게 하여 해당 영역의 영상을 획득하기 위한 영상검출부(30)를 포함하게 된다.

특히, 상기 영상검출부(30)는 상기 회로기판(10)의 특정 영역에 빛을 비추기 위해 이동되고 상기 영상검출부(30)의 하부에 설치된 제1 조명(L1)과, 회로 검사시 온(ON) 동작되는 동시에 인식마크 판별시에는 오프(OFF) 동작되는 제2 조명(L2), 및 상기 제2 조명(L2)과 반대 동작을 수행하고 상기 영상검출부(30)의 상부에서 상기 제2 조명(L2)과 일정 거리를 두고 배치되는 제3 조명(L3)과, 상기 영상검출부(30) 내에서 상기 제1 조명(L1) 및 제2 조명(L2) 사이에 위치되어 빛의 양을 적절히 조절하면서 회로기판(10)의 특정 영역에서 그 영상이 보다 선명하게 상기 CCD 카메라(20)로 전달될 수 있도록 하는 회로검사수단과, 상기 제1 조명(L1) 및 제3 조명(L3)사이에 위치되는 동시에 상기 회로검사수단과 일정 거리를 두고 그 우측에 배치되어 빛의 양을 조절하면서 인식마크 판별 영상이 상기 CCD 카메라(20)로 확대 전달될 수 있도록 하는 인식마크 판별수단을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제2 및 제3 조명(L2, L3)도 검사 및 판별을 위한 위치 변경시 이동 가능하게 형성된다. 또한, 상기 회로검사수단은 상기 제1 내지 제3 조명(L1, L2, L3)에 의한 빛의 양을 일정 비율로 선택적 투과시킴으로써 형태 인식이 가능하도록 하는 제1 하프미러(31)와, 상기 제1 하프미러(31)를 통해 들어오는 회로 검사를 위한 영상을 상기 CCD 카메라(20)에 전달하는 접안렌즈(32)로 이루어진다. 그리고, 상기 인식마크 판별수단은 상기 회로검사수단과 마찬가지로 제2 하프미러(33)와, 인식마크 판별을 위한 영상이 확대 전달될 수 있도록 하는 줌렌즈(34)로 이루어진다.

그런데, 상기 접안렌즈(32)와 줌렌즈(34)는 인식마크 판별시 상기 제2 하프미러(33)를 거쳐 입력되는 영상이 상기 줌렌즈(34) 및 접안렌즈(32)를 통해 상기 CCD 카메라(20)에 확대 전달될 수 있도록 서로 일정 거리를 두고 배치되게 된다.

즉, 도 5를 참조하여 상기 접안렌즈(32)와 줌렌즈(34) 간의 이상적인 거리를 구해 보면 아래와 같다.

먼저, D는 상기 접안렌즈(32) 및 줌렌즈(34) 간의 거리이고, S1은 줌렌즈(34)의 내측 영상거리, S2는 접안렌즈(32)의 내측 영상거리, F1은 줌렌즈(34)의 초점거리, F2는 접안렌즈(32)의 초점거리, V1은 줌렌즈(34)의 외측 영상거리, V2는 접안렌즈(32)의 외측 영상거리를 각각 나타내게 된다.

다음으로, 아래의 (2)식에 (1)식과 (3)식을 대입하여 D에 관하여 정리하게 되면 상기 줌렌즈(34)를 통과한 영상이 접안렌즈(32)를 통과하여 CCD 카메라(20)에 전달되는 도중에 영상이 확대될 수 있도록 하기 위한 상기 줌렌즈(34)와 접안렌즈(32) 간의 거리가 계산되게 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 회로기판의 검사 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 회로 검사시에 제2 조명(L2)이 온 동작되는 반면에 제3 조명(L3)은 오프 동작되고, 상기 제1 및 제2 조명(L1, L2)을 이용하여 회로기판(10) 위의 납땜 상태 및 부품의 연결상태를 알아보기 위해 상기 회로기판(10)의 특정 영역에 빛을 비추게 된다. 그러면, 제1 하프미러(31)에서는 빛의 양을 일정량은 투과시키고 나머지는 반사시킴으로써 형태를 정확히 인식하도록 함으로써 상기 회로기판(10)의 특정 영역의 영상이 접안렌즈(32)를 통해 CCD 카메라(20)로 전달되게 된다.

여기서, 도 4의 (a)에서 명암으로 대비되는 부분 중 암부분은 회로기판(10)이고 명부분은 회로기판(10) 위의 부품 및 납땜 부분인데, 명부분이 일정 크기를 갖도록 촬영되어 사용자에게 디스플레이 되게 된다.

다음에, 인식마크 판별시에는 회로 검사와는 반대로 상기 제2 조명(L2)이 오프 동작되는 동시에 상기 제3 조명(L3)이 온 동작되게 된다. 그리고, 상기의 회로 검사 경우와 유사하게 제2 하프미러(33)와 줌렌즈(34)를 통해 인식마크 영상이 상기 CCD 카메라(20)로 전달되게 된다.

그런데, 상기 제2 하프미러(33)를 통해 입력되는 영상이 상기 줌렌즈(34)를 거쳐 상기 CCD 카메라(20)로 전달되는 도중에 상기 접안렌즈(32)를 통과하게 되는데, 상기 줌렌즈(34)와 접안렌즈(32)는 계산에 의해 일정 거리를 두고 배치되어 있어 상기 CCD 카메라(20)에서는 확대된 인식마크 영상을 획득할 수 있게 된다.

따라서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 인식 마크, 명부분은 확대된 영상으로 사용자에게 디스플레이 되기 때문에 노이즈 영향이 최소화될 수 있고, 픽셀의 실제 거리가 줄어들기 때문에 인식오차도 줄어들게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 의한 회로기판의 검사 장치는 인식마크 판별시와 회로 검사시에 서로 다른 렌즈를 구분 사용함으로써 안정적인 회로 검사를 수행할 수 있는 동시에 확대된 인식마크 영상을 얻을 수 있어 노이즈 영향을 최소화하는 동시에 인식오차가 감소되어 회로기판의 인쇄결과가 보다 향상될 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 회로기판 위에서 회로 검사 및 인식 마크(Mark) 판별을 위해 사용자의 조작에 따라 특정 영역의 영상을 촬영하여 이를 사용자에게 디스플레이 시키는 카메라부와, 상기 회로 검사 및 인식 마크 판별을 구분 검출할 수 있도록 렌즈의 사용을 각각 다르게 하여 해당 영역의 영상을 획득하는 영상검출부로 이루어지되;

   상기 영상 검출부는 그 하부에 설치되고 상기 회로기판의 특정영역에 빛을 비추는 제1 조명과, 상기 영상 검출부의 상부에서 일정 거리를 두고 배치되어 회로 검사시 온(ON) 동작되는 동시에 인식마크 판별시 오프(OFF) 동작되는 제2 조명, 및 상기 제2 조명과 반대 동작을 수행하는 제3 조명과, 상기 제1 조명 및 제2 조명 사이에 위치되어 빛의 양을 조절하면서 회로기판에서 특정영역의 영상을 상기 카메라부로 전달하는 회로검사부와, 상기 제1 조명 및 제3 조명 사이에 위치되는 동시에 상기 회로검사부와 일정 거리를 두고 배치되어 빛의 양을 조절하면서 인식마크 판별 영상을 상기 카메라부로 확대 전달하는 인식마크 판별부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회로검사부는 하프 미러(Half mirror)와 접안렌즈로 형성되고, 상기 인식마크 판별부는 부분반사 미러와 줌렌즈로 형성된 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사 장치.
3. 제 1 항 또는 제2 항에 있어서,

   상기 줌렌즈는 인식마크 판별 영상이 상기 접안 렌즈를 통해 카메라부로 확대 전달될 수 있도록 고배율로 형성되는 동시에 상기 접안렌즈와 일정 거리를 두고 배치된 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 내지 제3 조명은 회로기판의 특정 영역에 빛을 비추기 위해 이동 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사 장치.