KR20050015784A

KR20050015784A - 표면 및 형상 검사장치

Info

Publication number: KR20050015784A
Application number: KR1020030054743A
Authority: KR
Inventors: 최종주
Original assignee: 최종주
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2005-02-21

Abstract

본 발명은 표면 및 형상 검사장치에 관한 것으로, 하나의 동일한 특정 파장대역의 빛을 갖는 상단상면조명이 검사부의 상단상면에 위치하여 있으며, 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 상단하측면조명이 검사부의 상단하측면에 위치하여 있으며, 또 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 하단조명이 검사부의 하단에 위치하여, 이들 조명들에 의해 동시에 빛을 고르게 조사하는 조명부와, 상기 조명부로부터 조사된 각 파장대역의 조명들을 검사대상물체의 표면에 비추는 검사영역부와, 상기 검사영역부에서 상기 조명부로부터 조사되는 조명들에 의하여 검사대상물체로부터 발산되는 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 하나의 영상으로 입력받고, 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 다른 영상으로 입력받고, 또 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 또 다른 영상으로 입력받는 영상입력부와, 상기 입력된 하나 이상의 특정파장대역의 빛에 대한 영상정보를 이용하여 검사대상물체의 표면 및 형상의 불량유무를 검사하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서의 처리 결과를 화면에 디스플레이하고 이에 대한 검사대상물체의 불량유무를 판별하여 그 결과값을 출력하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

표면 및 형상 검사장치 {A device for inspecting surface and shape of an object of examination}

본 발명은 표면 및 형상 검사장치에 관한 것으로, 보다 최적화된 영상을 이용하여 검사물체의 스크래치, 마크, 크랙, 표면오염 및 외곽형상을 검사할 수 있는 표면 및 형상 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, PCB 동판, 인쇄회로기판, 리드프레임 또는 판유리 등의 검사물체의 표면의 오염이나 표면오염(얼룩,지문), 스크래치, 표면찍힘, 내부기포 등을 검사하는 비젼 시스템은, 라인 스캔(Line Scan) 카메라를 이용하여 표면의 불량상태를 검사하는 방식이 사용되고 있다.

또한, 에이리어(Area) 타입의 카메라를 이용하여, 반도체공정에서 CSP(Chip Scale Packaging) 반도체의 검사방식도 이용되고 있는데, 칩크랙(chip crack) 검사과정을 통해 칩의 손상 또는 칩의 일부분이 떨어져 나갔는지의 여부를 검사함과 더불어 반도체 표면에 마크가 제대로 인쇄되었는지를 검사하도록 되어 있다.

이러한 검사방식에서의 난점은 검사대상물체에 조사되는 조명과, 검사대상물체의 영상을 입력받는 카메라 사이의 각도에 의하여 검사대상물체에 대한 특정 불량 항목의 종류에 대하여 최적화 시킴으로서, 다른 유형의 불량의 종류에 대하여 검출이 어려운 문제가 있였다.

이와 더불어 검사대상물체의 검사는 대개 흑백 카메라를 사용하며, 조명의 위치를 적절하게 배치함으로서 검사대상물체의 결점에 대한 정보에 대한 영상을 획득하여 분석하는 방식을 이용하는데, 이에 대한 종래의 기술은 다음과 같다.

도 1a는 제1 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도이다.

상기 제1 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치는, 상단상면조명에서 조사되는 일반검사조명(119)을 사용하여 검사대상물체의 표면에 조명을 조사하며, 흑백카메라(321)를 이용하여 검사대상물체의 표면 검사를 실시한다.

상단상면조명에 의한 검사방식은 검사대상물체의 표면의 거침의 정도에 따라 반사되는 빛이 카메라에 입력되는 방식으로, 이러한 검사방식의 적용이 가능한 분야는 표면의 평면균일불량의 검사로서 예를들면, 스크래치(261), 크랙(표면깨짐-262), 1Pin(263), 표면찍힘(264)에 주로 적용이 가능하다.

그러므로 예시된 도1a의 적용의 예로서는, CSP 반도체의 칩크랙 불량의 판단, 동판 및 판유리의 스크래치 불량유무의 판별에는 무리가 없는 조명장치이다.

그러나, 표면의 형상불량으로 예를들면, 마크불량, 표면오염(얼룩, 지문)의 검사 시에는 제대로 검사하지 못하는 단점이 있다.

도 1b는 제2 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도이다.

상기 제2 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치는, 상단하측면조명장치에서 조사되는 일반검사조명(119)을 사용하여 검사대상물체의 표면에 조명을 조사하며, 흑백카메라(321)를 이용하여 검사대상물체의 표면 검사를 실시한다.

상단하측면조명에 의한 검사방식은 검사대상물체의 표면의 형상에서 반사되는 빛의 양에 따라 반사되는 빛이 카메라에 입력되는 방식으로, 이러한 검사방식의 적용이 가능한 분야는 표면의 형상불량의 검사로서 예를들면, 마크결함(251), 표면오염(얼룩, 지문-252)에 주로 적용이 가능하다.

그러나 예시된 도 1b의 적용의 예로서는, CSP 반도체의 칩크랙 불량의 판단, 동판 및 판유리의 스크래치 불량유무의 판별에 대한 영상의 획득이 어려운 단점이 있다.

도 1c는 제3 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도이다.

상기 제3 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치는, 하단조명장치에서 조사되는 일반검사조명(119)을 사용하여 검사대상물체의 표면에 조명을 조사하며, 흑백카메라(321)를 이용하여 검사대상물체의 표면 검사를 실시한다.

하단조명에 의한 검사방식은 검사대상물체의 형상의 상태 및 내부기포(272)에 따라 빛이 카메라에 입력되는 양에 따라 검사하는 방식으로, 이러한 검사방식의 적용이 가능한 분야는, 예를 들면, 리드프레임의 형상결함(271), 판유리의 내부기포(272)에 주로 적용이 가능하다.

위와 같은 종래의 예에 의한 표면 및 형상 검사장치의 조명은 두개이상의 조합으로 사용이 가능하나, 단일검사조명(119)의 위치의 변화만을 이용 시에는 다른성질의 불량유형이 다른 각도의 조명에 의하여 발생되는 간섭현상으로 인하여 검사영상의 최적화가 쉽지 않은 단점이 있었다.

또한, 검사대상물체에 대한 다양한 결점을 분석하기 위한 불량유형에 따른 적절한 조명상태를 구성하기 위하여서는 여러대의 카메라의 사용 및 다양한 조명장치를 이용하여 시스템을 구성에 따른 비용의 증가와, 시스템의 복잡성이 이루어지는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 단점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 검사대상물체의 검사시 하나의 카메라를 사용하여 다양한 각도의 조명의 조사에 의한 결점에 대한 영상을 추출하여, 실시간의 검사가 가능하며, 검사대상물체에 대한 최적의 검사영상을 제공하여, 불량유무를 손쉽게 발견할 수 있는 표면 및 형상 검사장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면 및 형상 검사장치는, 하나의 동일한 특정 파장대역의 빛을 갖는 상단상면조명이 검사부의 상단상면에 위치하여 있으며, 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 상단하측면조명이 검사부의 상단하측면에 위치하여 있으며, 또 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 하단조명이 검사부의 하단에 위치하여, 이들 조명들에 의해 동시에 빛을 고르게 조사하는 조명부와, 상기 조명부로부터 조사된 각 파장대역의 조명들을 검사대상물체의 표면에 비추는 검사영역부와, 상기 검사영역부에서 상기 조명부로부터 조사되는 조명들에 의하여 검사대상물체로부터 발산되는 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 하나의 영상으로 입력받고, 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 다른 영상으로 입력받고, 또 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 또 다른 영상으로 입력받는 영상입력부와, 상기 입력된 하나 이상의 특정파장대역의 빛에 대한 영상정보를 이용하여 검사대상물체의 표면 및 형상의 불량유무를 검사하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에서의 처리 결과를 화면에 디스플레이하고 이에 대한 검사대상물체의 불량유무를 판별하여 그 결과값을 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 표면 및 형상 검사장치를 전체적으로 도시한 개략도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 표면 및 형상 검사장치는, 조명부(100), 검사부(200), 영상입력부(300), 영상처리부(400)와, 제어부(500)를 포함하여 구성된다.

상기 영상입력부(300)는 검사부(200)에서의 검사대상물체(210)에 대한 영상을 입력받는 부분으로 렌즈(310), RGB 카메라(320)와 영상입력보드(330)로 구성되어 있으며, 상기 영상 처리부(400)는 입력된 검사대상물체의 영상에 대한 불량유무를 판단하는 부문으로서 CPU(Central Processing Unit)(410), 메모리(420), 검사대상물체불량유무 판별프로그램 등을 포함하여 구성된다.

상기 제어부(500)에서는 조명부(100)의 조명의 제어 및 외부신호(600)의 제어, 영상처리부(400)의 검사대상물체의 불량유무에 대한 제어를 할 수 있으며, 모니터(510), 보조기억장치(520), 통신장치(530) 등이 포함된다.

도 3a는 도 2에 도시된 조명부의 제1실시예를 도시한 개략도로서, 동도면에서는 검사대상물체(210)가 판유리(211)일 경우의 조명부(100)의 구성을 나타낸 것이다.

장치의 구성의 구성으로서는, 조명부(100)에서의 상단상면조명(111), 상단하측면조명(113), 하단조명(115), 조명투과막(120), 하프미러(Half Mirrior)(130)와 판유리(211)에 대한 표면오염-얼룩,지문(252), 스크래치(261), 내부기포(272) 및 영상입력부(300)의 RGB 카메라(320)의 배치를 나타내었다.

도 3b는 도 2에 도시된 조명부의 제2실시예를 도시한 개략도로서, 동도면에서는 검사대상물체(210)가 CSP반도체(215)일 경우의 조명부(100)의 구성을 나타낸 것이다.

장치의 구성의 구성으로서는, 조명부(100)에서의 상단상면조명(111), 상단상측면조명(112), 상단하측면조명(113), 조명투과막(120), 하프미러(Half Mirrior)(130)와 CSP반도체(215)에 대한 마크결점(251), 크랙-깨짐(262) 및 영상입력부(300)의 RGB 카메라(320)의 배치를 나타내었다.

도 3c는 도 2에 도시된 조명부의 제3실시예를 도시한 개략도로서, 동도면에서는 검사대상물체(210)가 판유리(211)의 에지검사일 경우의 조명부(100)의 구성을 나타낸 것이다.

장치의 구성의 구성으로서는, 조명부(100)에서의 상단상면조명(111), 측면조명(114), 하단조명(115), 조명투과막(120), 하프미러(Half Mirrior)(130)와 판유리(211)에 대한 스크래치(261), 내부기포(262) 및 영상입력부(300)의 RGB 카메라(320)의 배치를 나타내었다.

도 4a는 도 3a의 조명부에서 특정한 파장대역의 빛(191)을 발산하는 상단상면조명(111)을 이용한 영상이 영상입력부로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도로서, 상단상면조명(111)에서 조사된 빛이 하프미러(130)에 반사되어 검사대상물체(210)으로 조사되며, 검사대상물체(210)에서 반사된 빛이 하프미로를 투과하여 RGB카메라(320)에 입력되어 상단상면조명에서 영상입력부에 입력된 영상(341)로의 경로를 구성을 나타낸 것이다.

도 4b는 도 3a의 조명부에서 다른 특정한 파장대역의 빛(192)을 발산하는 상단하측면조명(113)을 이용한 영상이 영상입력부로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도로서, 상단하측면조명(113)에서 조사된 빛이 검사대상물체(210)으로 조사되며, 검사대상물체(210)에서 반사된 빛이 하프미로를 투과하여 RGB카메라(320)에 입력되어 상단하측면조명에서 영상입력부에 입력된 영상(342)로의 경로를 구성을 나타낸 것이다.

도 4c는 도 3a의 조명부에서 또 다른 특정한 파장대역의 빛(193)을 발산하는 하단조명(115)을 이용한 영상이 영상입력부로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도로서, 하단조명(115)에서 조사된 빛이 검사대상물체(210)를 투과하며, 검사대상물체(210)에 투과된 빛이 하프미로를 투과하여 RGB카메라(320)에 입력되어 하단조명에서 영상입력부에 입력된 영상(345)로의 경로를 구성을 나타낸 것이다.

도 4d는 도 3c의 조명부에서 다른 특정한 파장대역의 빛(192)을 발산하는 측면조명(114)을 이용한 영상이 영상입력부로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도로서, 측면조명(114)에서 조사된 빛이 검사대상물체(210)를 조사하며, 검사대상물체(210)에서 반사되는 빛이 하프미로를 투과하여 RGB카메라(320)에 입력되어 측면조명에서 영상입력부에 입력된 영상(344)로의 경로를 구성을 나타낸 것이다.

도 4e는 도 3b의 조명부에서 또 다른 특정한 파장대역의 빛(193)을 발산하는 상단상측면조명(112)을 이용한 영상이 영상입력부로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도로서, 상단상측면조명 (112)에서 조사된 빛이 검사대상물체(210)를 조사하며, 검사대상물체(210)에서 반사되는 빛이 하프미로를 투과하여 RGB카메라(320)에 입력되어 상단상측면조명에서 영상입력부에 입력된 영상(342)로의 경로를 구성을 나타낸 것이다.

도 5a ∼ 도 5d는 검사대상물체(210)의 불량의 유형에 따라 일반적인 조명의 조사방법을 도시화한 것으로서 검사대상물체(210)는 이러한 불량의 항목을 최소한 하나 이상을 포함하고 있다.

도 5a는 검사대상물체(210)이 PCB동판(213)일 경우의 상단상면조명의 조사시 빛의 반사에 따른 스크래치(261) 불량의 일예에 대한 빛의 반사 특징을 나타낸 것으로서, 표면평면불량유형(260)의 경우에 대한 최적화된 영상의 검출이 가능하다.

일반적으로 표면의 면의 균일의 정도에 따라 상단상면조명에서 조사되는 빛이 표면에서 반사되는 정도가 결정되어지며, 표면의 평면이 거칠수록 표면에서 반사되는 빛의 양이 줄어들게 된다. 그러므로 이러한 유형의 검사가 가능한 표면평면불량유형(260)의 종류에는 판유리(211), 리드프레임(212), PCB동판(213)의 스크래치(261), 표면찍힘(264), CSP 반도체의 크랙-깨짐(262), Gull-Wing 반도체의 1Pin(263) 등이 있다.

도 5b는 검사대상물체(210)이 PCB동판(213)일 경우의 상단상측면조명(112), 상단하측면조명(113)의 조사시 빛의 반사에 따른 표면오염-얼룩,지문(252) 불량의 일예에 대한 빛의 반사 특징을 나타낸 것으로서, 표면색상불량유형(250)의 경우에 대한 최적화된 영상의 검출이 가능하다.

일반적으로 표면의 변색 또는 오염의 상태에 따라 상단상측면조명(112), 또는 상단하측면조명(113)에서 조사되는 빛이 표면에서 반사되는 정도가 결정되어지며, 표면의 색상이 어둡거나, 표면이 균일할수록 영상입력부에 입력되는 빛의 양이 줄어들게 된다. 그러므로 이러한 유형의 검사가 가능한 표면색상불량유형(250)의 종류에는판유리(211), 리드프레임(212), PCB동판(213)의 표면오염-얼룩,지문(252), Gull Wing 반도체(214), CSP 반도체(215)의 마크불량(251) 등이 있다.

도 5c는 검사대상물체(210)가 판유리(211)일 경우의 하단조명(115)의 조사시 빛의 반사에 따른 내부기포(272) 불량의 일예에 대한 빛의 반사 특징을 나타낸 것으로서, 내부 및 외부형상불량유형(270)의 경우에 대한 최적화된 영상의 검출이 가능하다.

일반적으로 형상의 유형에 따라 하단조명에서 조사되는 빛이 투과되는 정도가 결정되어지며, 이러한 유형의 검사가 가능한 내부 및 외부형상불량유형(270)의 종류에는 판유리(211)의 내부기포(272), 리드프레임(212)의 외부형상불량(271)이 일 예이다.

도 5d는 검사대상물체(210)가 판유리(211)의 외곽부분에 측면조명(114)의 조사시 빛의 반사에 따른 크랙-깨짐(262)불량의 일예에 대한 빛의 반사 특징을 나타낸 것으로서, 최적화된 영상의 검출이 가능하다.

도 6a ∼ 도 6j는 검사대상물체(210)의 유형 및 불량의 종류의 일예를 도시화한 것이다.

도 7a ∼ 도 12b는 검사대상물체(210)에 조명부에서의 상단상면조명(111), 상단상측면조명(112), 상단하측면조명(113), 측면조명(114), 하단조명(115)을 조사시에 불량의 종류를 도시화한 것이다.

도 13a는 일반적인 가시광선대역의 빛(150)에서의 RGB 파장대역의 분포도의 그래프를 예시화 한 것으로서, 적색 파장대역의 빛의 구간(181), 녹색 파장대역의 빛의 구간(182), 청색 파장대역의 빛의 구간(183) 대역을 나타내였다.

도 13b는 밴드패스필터(140)의 구조도의 일예를 도시화 한 것으로서, 이는 일반 가시광선대역의 램프를 이용하여 특정파장대역의 조명을 구성하기 위한 방법으로서, 특정파장대역의 빛을 발산하는 램프의 구성방법으로는, 적색LED, 녹색LED, 청색LED 등과 같은 특정파장대역의 빛을 발산하는 램프를 이용한 조명의 구성과, 다른 방법으로는 가시광선대역의 빛(150)을 도시된 그림과 같이 특정한 파장대역의 빛만을 투과시키게 구성하는 방법에 대한 일예를 제시한 것이다.

예를들면, 적색 파장대역의 빛의 구간(620~680나노메터)만을 투과하게 밴드패스필터(140)가 구성될 경우에는 조사된 가시광선은 필터를 투과하여 적색 파장대역의 빛만을 발산하는 조명으로 구성이 가능하다.

도 13c는 조명투과막(120)의 구조도의 일예를 도시화 한 것으로서, 조명에서 조사된 빛은 조명투과막을 투과하여 고르게 산란시키는 재질로 구성되어 있으며, 예를 들면 불투명 아크릴과 불투명 유리로 구성될 수 있다.

도 13d는 조명투과막의 변형의 예시 도면으로서, 조명투과막에 패턴(121)이 형성시켜 투과된 빛에 대한 패턴이 검사대상물체에 투영될 수 있게 구성하는 예를 제시한 것이다.

도 14a는 본 발명에 기술된 특정파장대역의 조명들과 검사대상물체 사이의 서로간의 위치되는 각도를 도시한 표이다.

도 14b는 검사불량(280)의 유형을 구분한 표로서, 표면색상불량유형(250), 표면평면불량유형(260), 내부/외부형상불량유형(270)으로 구분된다.

이제 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

이하, 1번째로, 조명부(100)와 검사부(200) 및 영상입력부(300)에서의 작용에 대해 설명한 다음, 2번째로, 영상처리부(400)와 제어부(500)의 작용에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 상기 조명부(100)와 검사부(200) 및 영상입력부(300)에의 작용은 다음과 같다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 외부신호(600)에 의하여 제어부(500)로 검사시작의 신호가 입력되면, 제어부(500)에서는 조명부(100)로 조명을 동시에 조사하도록 제어하는 신호를 출력한다.

이하, 검사대상물체(210)의 검사유형에 따라 조명부의 제1실시예, 조명부의 제2실시예, 조명부의 제3실시예로 구분하여 각각 설명한다.

상기 제 1 조명부로 구성된 실시의 예를 상세히 기술하면 다음과 같다.

상기 도 3a에 도시된 바와 같이, 조명부의 제1실시예의 주요 특징으로서는, 검사대상물체가 도시된 14b와 같이, 표면색상불량유형(250), 표면평면불량유형(260), 내부/외부형상불량유형(270)의 불량의 유형이 포함된 것을 주요 특징으로하며, 예를 들면, 판유리(211), 리드프레임(212)와 같은 검사대상물체의 불량유무 검사에 적용될 수 있다.

상기 조명부(100)는 상기 제어부(500)의 신호에 의하여, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상단상면조명(111), 상단하측면조명(113), 하단조명(115)을 동시에 조사하게 된다.

상기 상단상면조명(111)은 특정한 파장영역의 빛(191)로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를들면 적색파장대역의 빛(181)을 발산 할 수 있는 적색 발광다이오드 또는 적색파장대역의 빛만을 투과시키는 밴드패스필터를 구비한 램프 등으로 구성할 수 있다.

상단상면조명(111)으로부터 발생된 빛은, 도시된 도4a와 같이 조명투과막(120)을 통과하여 산란되며, 산란된 빛은 하프미러(130)에서 반사되며, 하프미러(130)에서 반사된 빛은 검사부(200)로 조사되어 검사대상물체(210)에 빛을 전체적으로 조사하여 검사대상물체(210) 표면에서 빛을 반사시키며, 반사된 빛은 하프미러를 투과하여 RGB 카메라(320)의 적색촬상소자에 촬상되며, 촬상된 영상신호는 영상입력보드(330)으로 전달되어 상단조명에서 영상입력부에 입력된 영상(341)이 구성된다.

상기 상단하측면조명(113)은 다른 특정한 파장영역의 빛(192)로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를 들면, 녹색파장대역의 빛(182)을 발산 할 수 있는 녹색 발광다이오드 또는 녹색파장대역의 빛만을 투과시키는 밴드패스필터를 구비한 램프 등으로 구성할 수 있다.

상단하측면조명(113)으로부터 발생된 빛은, 도4b에 도시된 바와 같이 조명투과막(120)을 통과하여 산란되며, 산란된 빛은 검사부(200)로 조사되어, 검사대상물체(210)에 빛을 전체적으로 조사하여 검사대상물체(210)의 표면색상의 유형에 따라 빛을 반사시키며, 반사된 빛은 하프미러를 투과하여 RGB 카메라(320)의 녹색촬상소자에 촬상되며, 촬상된 영상신호는 영상입력보드(330)로 전달되어 상단하측면조명에서 영상입력부에 입력된 영상(343)이 구성된다.

상기 하단조명(115)은 또 다른 특정한 파장영역의 빛(193)로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를 들면, 청색파장대역의 빛(183)을 발산 할 수 있는 청색 발광다이오드 또는 청색파장대역의 빛만을 투과시키는 밴드패스필터를 구비한 램프 등으로 구성할 수 있다.

하단조명(115)으로부터 발생한 하단조명 빛은, 도시된 도4c와 같이 조명투과막(120)을 통과하여 산란되며, 산란된 빛은 검사부(200)로 조사되어, 검사대상물체(210)에 빛을 전체적으로 조사하여 검사대상물체(210)의 내부/외부형상의 유형에 따라 빛을 투과시키며, 투과된 빛은 하프미러를 투과하여 RGB 카메라(320)의 청색촬상소자에 촬상하여 되며, 촬상된 영상신호는 영상입력보드(330)으로 전달되어 하단조명에서 영상입력부에 입력된 영상(345)이 구성되여 진다.

상기와 같이 조명부의 제1실시예에서, 상단하측면조명(113)은 불량영상의 최적상태를 얻고자 필요에 따라 상단상측면조명(112)으로의 변경도 무방하다.

상기 조명부의 제1실시예에서, 도 3a의 각 조명별 검사대상물체(210)의 불량의 유형에 따른 영상입력부의 영상의 획득과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 도시된 도 6a에서의 리드프레임의 불량유무의 검사에 있어서는, 스크래치(261), 표면오염(252) 및 형상불량(271)가 있으며, 도 7a에서는 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)으로부터 스크래치(261)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있으며, 도 7b에서는 상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(343)에서 표면오염(252)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있으며, 도 7c에서는 하단조명에서 영상입력부로 입력된 영상(345)으로부터 형상불량(271)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있다.

상기 도시된 도 6b에서의 판유리의 불량유무의 검사에 있어서는, 스크래치(261), 표면오염(252) 및 내부기포(272)가 있으며, 도 8a에서는 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)으로부터 스크래치(261)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있으며, 도 8b 에서는 상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(343)으로부터 표면오염(252)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있으며, 도 8c에서는 하단조명에서 영상입력부로 입력된 영상(345)으로부터 형상불량(271)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있다.

다음으로, 조명부의 제2실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 조명부의 제2실시예의 주요 특징은, 검사대상물체가, 도시된 14b와 같이, 표면색상불량유형(250), 표면평면불량유형(260)의 불량유형이 포함된 것이 주요 특징으로 하며, 예를 들면, CSP반도체(215), Gull-Wing반도체(214), PCB동판(213)와 같은 검사대상물체의 불량유무 검사에 적용될 수 있다.

상기 조명부(100)는 상기 제어부(500)의 신호에 의하여, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상단상면조명(111), 상단상측면조명(112), 상단하측면조명(113)을 동시에 조사하게 된다.

상기 상단상면조명(111)은 특정한 파장영역의 빛(191)으로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를 들면, 적색파장대역의 빛(181)을 발산 할 수 있는 조명으로 구성할 수 있으며, 상단상면조명(111)으로부터 발생된 빛은, 도시된 도4a와 같은 절차를 통하여, 영상입력보드(330)로 전달되어 상단조명에서 영상입력부에 입력된 영상(341)이 구성된다.

상기 상단상측면조명(112)은 다른 특정한 파장영역의 빛(193)로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를 들면, 녹색파장대역의 빛(182)을 발산 할 수 있는 조명으로 구성할 수 있으며, 상단상측면조명(112)으로부터 발생된 빛은, 도시된 도4e와 같은 절차를 통하여 영상입력보드(330)로 전달되어 상단상측면조명에서 영상입력부에 입력된 영상(342)이 구성된다.

상기 상단하측면조명(113)은 또다른 특정한 파장영역의 빛(192)로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를 들면, 청색파장대역의 빛(183)을 발산 할 수 있는 녹색 발광다이오드 또는 청색파장대역의 빛만을 투과시키는 밴드패스필터를 구비한 램프 등으로 구성할 수 있다.

상단하측면조명(113)으로부터 발생된 빛은, 도4b에 도시된 바와 같이, 상단상측면조명(112)과 동일한 방법으로 조명투과막(120)을 통과하여 산란되며, 산란된 빛은 검사부(200)로 조사되어, 검사대상물체(210)에 빛을 전체적으로 조사하여 검사대상물체(210)의 표면색상의 유형에 따라 빛을 반사시키며, 반사된 빛은 하프미러를 투과하여 RGB 카메라(320)의 청색촬상소자에 촬상되며, 촬상된 영상신호는 영상입력보드(330)으로 전달되어 상단하측면조명에서 영상입력부에 입력된 영상(343)이 구성된다.

상기 조명부의 제2실시예에서, 상단상측면조명(112)과 상단하측면조명(113)은 표면색상불량유형(250)에 대한 불량영상의 최적상태를 얻고자 필요에 따라 선택적으로 사용이 가능하다.

상기 조명부의 제2실시예에서, 도 3b의 각 조명별 검사대상물체(210)의 불량의 유형에 따른 영상입력부의 영상의 획득과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 도시된 도 6d에서의 CSP반도체(215)의 불량유무의 검사에 있어서는, 마크불량(251), 도 6e에서의 칩(219)에 대한 크랙-깨짐(262)가 있으며, 도 9a에서는 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)으로부터 칩의 크랙-깨짐(262)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있으며, 도 9b에서는 상단상측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(342) 또는 상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(343)으로부터 마크불량(251)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있다.

상기 도시된 도 6f에서의 Gull-Wing 반도체(214)의 불량유무의 검사에 있어서는, 마크불량(251), 1Pin(263)이 있으며, 도 10a에서는 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)으로부터 1Pin(263)에 대한 위치에 대한 영상을 입력받을 수 있으며, 도 10b에서는 상단상측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(342) 또는 상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(343)으로부터 마크불량(251)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있다.

상기 도시된 도 6h에서의 PCB동판(213)의 불량유무의 검사에 있어서는, 표면오염-얼룩,지문(252), 스크래치(261), 표면찍힘(264)등을 검사하며, 도 11a에서는 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)으로부터 스크래치(261), 표면찍힘(264)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있고, 도 11b 에서는 상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(343) 또는 상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(343)으로부터 표면오염-얼룩,지문(252)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있다.

다음으로, 조명부의 제3실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 조명부의 제3실시예의 주요 특징으로서는, 검사대상물체가 도시된 14c와 같이 표면평면불량유형(260), 내부/외부형상불량유형(270)의 불량의 유형이 포함된 것이 주요 특징으로 하며, 예를 들면 판유리(211)의 외곽검사와 같은 검사대상물체의 불량유무 검사에 적용될 수 있다.

상기 조명부(100)는 상기 제어부(500)의 신호에 의하여, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상단상면조명(111), 측면조명(114), 하단조명(115)을 동시에 조사하게 된다.

상기 상단상면조명(111)은 특정한 파장영역의 빛(191)로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를 들면, 적색파장대역의 빛(181)을 발산 할 수 있는 조명으로 구성할 수 있으며, 상단상면조명(111)으로부터 발생된 빛은, 도시된 도4a와 같은 절차를 통하여, 영상입력보드(330)으로 전달되어 상단조명에서 영상입력부에 입력된 영상(341)이 구성된다.

상기 측면조명(114)은 다른 특정한 파장영역의 빛(192)으로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를 들면, 녹색파장대역의 빛(182)을 발산 할 수 있는 녹색 발광다이오드 또는 녹색파장대역의 빛만을 투과시키는 밴드패스필터를 구비한 램프 등으로 구성할 수 있다.

측면조명(114)으로부터 발생된 빛은, 도4d에 도시된 바와 같이, 조명투과막(120)을 통과하여 산란되며, 산란된 빛은 검사부(200)로 조사되어, 검사대상물체(210)에 빛을 전체적으로 조사하여 검사대상물체(210)의 표면색상의 유형에 따라 빛을 반사시키며, 반사된 빛은 하프미러를 투과하여 RGB 카메라(320)의 녹색촬상소자에 촬상되며, 촬상된 영상신호는 영상입력보드(330)으로 전달되어 측면조명에서 영상입력부에 입력된 영상(344)이 구성된다.

상기 하단조명(115)은 또 다른 특정한 파장영역의 빛(193)로 이루어진 조명들로 이루어지는데, 예를 들면, 청색파장대역의 빛(183)을 발산 할 수 있는 조명으로 구성할 수 있으며, 하단조명(115)으로부터 발생한 하단조명 빛은, 도시된 도4c와 같은 절차를 통하여, 영상입력보드(330)으로 전달되어 하단조명에서 영상입력부에 입력된 영상(345)이 구성된다.

상기 조명부의 제3실시예에서, 도 3c의 각 조명별 검사대상물체(210)의 불량의 유형에 따른 영상입력부의 영상의 획득과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 도시된 도 6i에서의 판유리의 외곽검사에 있어서는, 스크래치(261,269), 크랙-깨짐(262) 및 형상불량(271)이 있으며, 도 12a에서는 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)으로부터 상단면 스크래치(261)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있으며, 도 12b에서는 측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(344)으로부터 측면형상에 대한 정보와 크랙-깨짐(262)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있으며, 도 12c에서는 하단조명에서 영상입력부로 입력된 영상(345)으로부터 하단면 스크래치(269)에 대한 불량유형의 영상을 입력받을 수 있다.

2번째로, 상기 영상입력부에서 입력된 영상정보를 이용하여 영상에서의 불량정보를 추출하는 영상처리부(400)와 제어부(500)의 작용은 다음과 같다.

상기 영상처리부(400)에서는, 영상입력부(300)로부터 RGB카메라에 촬상된 적색파장대역에 촬상된 영상, 녹색파장대역에 촬상된 영상, 청색파장대역에 촬상된 영상과, 상기 보조기억장치(520)에 저장된 표면 및 형상검사장치 프로그램을 주기억장치인 메모리(420)에 로드한 후, 영상입력부에서 전달된 영상정보 및 CPU를 이용하여 영상처리과정을 거쳐 검사대상물체의 불량유형을 판별하게 된다.

영상처리과정의 일예를 리드프레임의 불량유무 검사에 있어서 스크래치의 불량유무의 검출을 상세히 기술하면 아래와 같다.

기존의 리드프레임의 스크래치 불량유무 검사방법 중의 일예에서는, 주로 흑백(B/W) 카메라의 사용과 더불어 가시광선영역의 일반적인 검사조명장치를 주로 사용한다.

그러므로, 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)과 하단조명에서 영상입력부로 입력된 영상(345)을 같은 위치에서 동시에 입력이 불가능하므로, 검사시작시 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)을 이용하여 표준리드프레임에 대한 영상을 메모리에 저장한 후, 검사대상물체에서부터 입력된 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)과 비교하여 리드프레임의 스크레치 불량유무 및 표면오염-얼룩/지문의 불량유무를 검출하였다.

이러한 기존의 검사방법에서는 리드프레임의 스크래치의 검출을 위하여 표준 리드프레임에 유사한 표준영상의 입력과 더불어, 검사대상물체에서부터 입력되는 영상에서의 리드프레임의 위치에 대한 회전이나 위치변동시에 따른 영상의 위치보간 및 계산이 불량유무의 검출에 난점이였다.

본 발명에 의한 영상처리부에서의 리드프레임의 스크래치 불량유무 검사방법은 다음과 같다.

상기 영상입력부의 RGB카메라 및 조명부의 특정파장대역의 빛을 발산하는 조명장치들을 이용하여 검사대상물체의 동일위치에서의 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341), 상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(343)과 하단조명에서 영상입력부로 입력된 영상(345)을 동시에 입력이 가능하므로, 하단조명에서 영상입력부로 입력된 영상(345)을 이용하여 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)과 합성하여 손쉽게 리드프레임의 스크레치 불량유무를 검출할 수 있다.

이를 상세히 기술하면, 검사대상물체가 도 6a에서와 같이 형상불량, 표면오염 및 스크래치가 있는 리드프레임일 경우의 영상입력부에 입력된 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(341)은 도 7a과 같으며, 하단조명에서 영상입력부로 입력된 영상(345)은 도 7c이다.

상기 영상처리부에서는 다음과 같은 방법으로 두개의 영상을 합성시킨다.

Frame A : 상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 리드프레임 영상(도 7a)

Frame B : 하단조명에서 영상입력부로 입력된 리드프레임 영상(도 7c)

Frame C : Frame A와 Frame B를 합성한 영상(도 15a)

그러므로 Frame C는 다음과 같이 산출이 가능하다.

Frame C = ( (Frame A) OR (Frame B) )

즉, 검사대상물체의 영상에서의 임의의 위치좌표(412)를 (x,y)이고, 영상에서의 화소가 8bit의 값(0~255)으로 구성되였다고 가정을 하고, 도 7a 및 도 7c의 임의의 위치좌표의 위치(412)는 리드프레임의 외곽영역에 위치하여 있다고 가정을 하면 두개의 좌표를 이용한 연산은 다음과 같다.

Pixel(x,y) A : Frame A에서의 (x,y) 위치좌표의 화소값(도 7a의 412)

Pixel(x,y) B : Frame B에서의 (x,y) 위치좌표의 화소값(도 7c의 412)

Pixel(x,y) C : Frame C에서의 (x,y) 위치좌표의 화소값(도 15a의 412)

Pixel(x,y) A = 100 이라고 가정을 하고,

Pixel(x,y) B = 255 이라고 가정을 하면,

Pixel(x,y) C = ( Pixel(x,y) A | Pixel(x,y) B) = 255 이다.

( 여기에서 기호 | 는 bit operator 이다. )

이러한 영상처리부에서의 연산처리절차를 도 15a에서와 같이 배경이 제거된 후,스크래치불량만 포함된 리드프레임 영상정보를 합성할 수 있다.

그러므로 도 15a에서의 영상정보를 이용하여 결점영상에 대한 외곽선을 추출하여 스크래치불량의 크기를 산출(461)하여 도 15b와 같이 불량의 유무를 판단할 수 있으므로, 기존의 검사방식에서 난점의 요소중에 하나인 검사대상물체의 위치가 변동(x,y로의 위치변동, 검사대상물체의 회전)시에 대한 변위의 차이를 영상의 위치보간에 대한 계산없이, 단지, 두개의 검사대상영상의 합성을 통하여 스크래치불량에 대한 정확한 정보를 손쉽게 산출할 수 있다.

표면오염-얼룩/지문(252) 불량도 이와 같은 방식으로 상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상(343)을 이용하여 검출이 가능하며, 판유리, 리드프레임, PCB 동판, Gull-Wing 반도체, CSP 반도체 등과 같은 검사대상물체(210)의 유형에 따른 표면색상불량유형(250), 표면평면불량유형(260), 내부/외부형상불량유형(270)에 따라 입력된 적절한 영상을 이용한 표면 및 형상검사장치 프로그램을 사용함으로서 영상처리부에서는 검사불량(280)을 산출할 수 있다.

상기 제어부(500)에서는, 영상처리부(40)에서 처리된 검사대상물체의 영상과 양불을 모니터(50)로 나타냄과 더불어, 외부의 컴퓨터나 제어장치 등으로 통신장치(530)을 통하여 제공하게 된다.

그리고, 본 발명에서는 검사대상물체의 불량유형의 검사시, 영상의 상태가 불충분하여 조명의 위치를 조절할 필요가 있을 때에는, 상기 조명장치에 의하여 영상입력부에 입력된 특정파장대역의 빛(191)으로 구성된 영상, 다른 특정 파장대역의 빛(192)으로 구성된 영상, 또다른특정파장대역의 빛(193)으로 구성된 영상 각각 합성하여, 조명의 높낮이에 대한 위치를 조정한 것과 같은 효과를 나타낼 수 있다.

그러므로, 조명에 대한 위치조절이 필요없으므로 반도체 검사시 검사셋업시간을 단축할 수 있다.

이와 더불어, 상기에서 본 발명은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 도16a에서와 같이 상단조명의 변형이나, 도16b에서와 같이 RGB카메라의 각도의 변형 등과 같이 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 표면 및 형상 검사장치는, 조명부의 각각의 다른 위치 및 각도에서 동시에 조사된 특정 파장대역의 조명들과, RGB 카메라에 촬상되는 특정 파장대역들의 빛에 대한 영상을 이용하여 검사대상물체의 불량유형에 대한 최적의 검사영상을 손쉽게 추출할 수 있다.

그러므로, 기존의 영상처리를 이용한 검사대상물체의 불량유형에서의 대부분의 문제점이였던 검사대상물체와 조명과의 위치 및 각도에 따른 불량유형의 종류들에 대한 최적화된 영상을 손쉽게 추출할 수 있으므로, 영상처리시의 부적절한 영상입력으로인한 검사의 오류를 감소시키며, 다수의 카메라 및 조명장치의 구성으로 인한 시스템의 신뢰도의 저하, 비용의 증가, 불량유무에 대한 최적의 상태의 영상정보를 추출할 수 있다.

이러한, 본 발명은, 하나의 검사대상물체의 검사를 위하여 다수의 카메라 및 조명장치를 사용하는 분야에서 다양한 응용이 가능하다.

도 1a는 제1 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,

도 1b는 제2 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,

도 1c는 제3 종래예에 따른 표면 및 형상 검사장치의 조명부와 영상입력부를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 표면 및 형상 검사장치를 전체적으로 도시한 개략도,

도 3a는 도 2에 도시된 조명부의 제1실시예를 도시한 개략도,

도 3b는 도 2에 도시된 조명부의 제2실시예를 도시한 개략도,

도 3c는 도 2에 도시된 조명부의 제3실시예를 도시한 개략도,

도 4a는 도 3a의 조명부에서 특정한 파장대역의 상단상면조명을 이용한 영상이 카메라로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도,

도 4b는 도 3a의 조명부에서 다른 특정한 파장대역의 상단하측면조명을 이용한 영상이 카메라로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도,

도 4c는 도 3a의 조명부에서 또 다른 특정한 파장대역의 하단조명을 이용한 영상이 카메라로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도,

도 4d는 도 3c의 조명부에서 다른 특정한 파장대역의 측면조명을 이용한 영상이 카메라로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도,

도 4e는 도 3b의 조명부에서 또다른 특정한 파장대역의 상단상측면조명을 이용한 영상이 카메라로 입력되는 경로를 화살표로 도시한 개략도,

도 5a는 검사대상물체의 결점에 상단상면조명의 조사시 빛의 투과경로,

도 5b는 검사대상물체의 결점에 상단하측면조명의 조사시 빛의 투과경로,

도 5c는 검사대상물체의 결점에 하단조명의 조사시 빛의 투과경로,

도 5d는 검사대상물체의 결점에 측면조명의 조사시 빛의 투과경로,

도 6a는 형상불량, 표면오염 및 스크래치가 있는 리드프레임을 도시한 평도면,

도 6b는 내부기포, 표면오염 및 스크래치가 있는 판유리를 도시한 평도면,

도 6c는 내부기포, 표면오염 및 스크래치가 있는 판유리를 도시한 측면도,

도 6d는 마크결점 및 크랙결점이 있는 CSP 반도체를 도시한 평도면,

도 6e는 마크결점 및 크랙결점이 있는 CSP 반도체를 도시한 측도면,

도 6f는 마크결점 및 1Pin이 있는 Gull Wing 반도체를 도시한 평도면,

도 6g는 마크결점 및 1Pin이 있는 Gull Wing 반도체를 도시한 측도면,

도 6h는 표면오염 및 스크래치가 있는 PCB 동판을 도시한 평도면,

도 6i는 외곽 크랙 및 및 스크래치가 있는 판유리를 도시한 평도면,

도 6j는 외곽 크랙 및 및 스크래치가 있는 판유리를 도시한 측면도,

도 7a는 도 3a의 조명부에서의 상단상면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6a)의 평면 영상으로부터 스크래치(261)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 7b는 도 3a의 조명부에서의 상단하측면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6a)의 평면 영상으로부터 표면결점(252)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 7c는 도 3a의 조명부에서의 하단조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6a)의 평면 영상으로부터 형상불량(271)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 8a는 도 3a의 조명부에서의 상단상면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6b)의 평면 영상으로부터 스크래치(261)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 8b는 도 3a의 조명부에서의 상단하측면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6b)의 평면 영상으로부터 표면결점(252)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 8c는 도 3a의 조명부에서의 하단조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6b)의 평면 영상으로부터 내부기포(272)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 9a는 도 3b의 조명부에서의 상단상면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6d)의 평면 영상으로부터 크랙결점(262)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 9b는 도 3b의 조명부에서의 상단하측면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6d)의 평면 영상으로부터 마크 및 마크결점(251)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 10a는 도 3b의 조명부에서의 상단상면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6f)의 평면 영상으로부터 1Pin(263)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 10b는 도 3b의 조명부에서의 상단하측면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6f)의 평면 영상으로부터 마크 및 마크결점(251)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 11a는 도 3b의 조명부에서의 상단상면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6h)의 평면 영상으로부터 스크래치(261) 및 표면찍힘(261)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 11b는 도 3b의 조명부에서의 상단하측면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6h)의 평면 영상으로부터 표면결점(252)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 12a는 도 3c의 조명부에서의 상단상면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6i)의 평면 영상으로부터 스크래치(261)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 12b는 도 3c의 조명부에서의 측면조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6i)의 평면 영상으로부터 외곽 크랙(262)을 상태를 도시한 영상의 일예,

도 12c는 도 3c의 조명부에서의 하단조명을 이용하여 획득한 검사대상물체(6i)의 평면 영상으로부터 스크래치(269)를 상태를 도시한 영상의 일예,

도 13a는 가시광선대역에서의 RGB파장대역의 빛의 분포도의 그래프,

도 13b는 밴드패스필터의 구조도,

도 13c는 조명투과막의 구조도,

도 13d는 조명투과막의 변형의 예시 도면,

도 14a는 조명부에서 조명의 유형별 위치되는 각도를 도시한 표,

도 14b는 결점의 유형을 구분한 표,

도 15a는 스크래치(261) 불량의 검출을 수월하게 하기 위하여 7a 및 도 7b를 합성한 영상의 일예

도 15b는 7a 및 도 7b를 합성한 영상의 일로부터 발견한 스크래치(261) 불량의 검출의 일예

도 16a는 본 발명에 따른 표면 및 형상 검사장치의 변형의 예 1로서 조명부를 도시한 개략도,

도 16b는 본 발명에 따른 표면 및 형상 검사장치의 변형의 예 2로서 조명부를 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 :조명부 110 :조명의 유형

111 :상단상면조명 112 :상단상측면조명

113 :상단하측면조명 114 :측면조명

115 :하단조명 119 :일반검사조명

120 :조명투과막 130 :하프미러

140 :밴드패스필터 150 :가시광선대역의 빛

180 :RGB파장대역의 빛 181 :적색 파장대역의 빛

182 :녹색 파장대역의 빛 183 :청색 파장대역의 빛

190 :특정파장대역의 빛 191 :특정파장대역의 빛

192 :다른 특정 파장대역의 빛 193 :또다른특정파장대역의 빛

200 :검사부 210 :검사대상물체

211 :판유리 212 :리드프레임

213 :PCB 동판 214 :Gull-Wing 반도체

215 :CSP 반도체 250 :표면색상불량유형

251 :마크결점 252 :표면오염-얼룩, 지문

260 :표면평면불량유형 261 :스크래치

262 :크랙-깨짐 263 :1 Pin

264 :표면찍힘 270 :내부/외부형상불량유형

271 :형상불량 272 :내부기포

300 : 영상입력부 310 :렌즈

320 :RGB 카메라 321 :흑백 카메라

330 :영상입력보드 340 : 입력영상의 유형

341 :상단상면조명에서 영상입력부로 입력된 영상

342 :상단상측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상

343 :상단하측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상

344 :측면조명에서 영상입력부로 입력된 영상

345 :하단조명에서 영상입력부로 입력된 영상

400 :영상처리부 410 :CPU

420 :메모리 500 :제어부

510 :모니터 520 :보조기억장치

530 :통신장치 600 :외부신호

Claims

하나의 동일한 특정 파장대역의 빛을 갖는 상단상면조명이 검사부의 상단상면에 위치하여 있고 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 상단하측면조명이 검사부의 상단하측면에 위치하여 있으며 또 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 하단조명이 검사부의 하단에 위치하여 이들 조명들에 의해 동시에 빛을 고르게 조사하는 조명부와,

상기 조명부로부터 조사된 각 파장대역의 조명들을 검사대상물체의 표면에 비추는 검사영역부와,

상기 검사영역부에서 상기 조명부로부터 조사되는 조명들에 의하여 검사대상물체로부터 발산되는 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 하나의 영상으로 입력받고 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 다른 영상으로 입력받고 또 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 또 다른 영상으로 입력받는 영상입력부와,

상기 입력된 하나 이상의 특정파장대역의 빛에 대한 영상정보를 이용하여 검사대상물체의 표면 및 형상의 불량유무를 검사하는 영상처리부와,

상기 영상처리부에서의 처리 결과를 화면에 디스플레이하고 이에 대한 검사대상물체의 불량유무를 판별하여 그 결과값을 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
하나의 동일한 특정 파장대역의 빛을 갖는 상단상면조명이 검사부의 상단상면에 위치하여 있고 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 상단상측면조명이 검사부의 상단상측면에 위치하여 있으며 또 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 상단하측면조명이 검사부 위의 상단하측면에 위치하여 이들 조명들에 의해 동시에 빛을 고르게 조사하는 조명부와,

상기 조명부로부터 조사된 각 파장대역의 조명들을 검사대상물체의 표면에 비추는 검사영역부와,

상기 검사영역부에서 상기 조명부로부터 조사되는 조명들에 의하여 검사대상물체로부터 발산되는 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 하나의 영상으로 입력받고 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 다른 영상으로 입력받고 또 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 또 다른 영상으로 입력받는 영상입력부와,

상기 입력된 하나 이상의 특정파장대역의 빛에 대한 영상정보를 이용하여 검사대상물체의 표면 및 형상의 불량유무를 검사하는 영상처리부와,

상기 영상처리부에서의 처리 결과를 화면에 디스플레이하고 이에 대한 검사대상물체의 불량유무를 판별하여 그 결과값을 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
하나의 동일한 특정 파장대역의 빛을 갖는 상단상면조명이 검사부의 상단상면에 위치하여 있고 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 측면조명이 검사부의 측면에 위치하여 있으며 또 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 하단조명이 검사부의 하단에 위치하여 이들 조명들에 의해 동시에 빛을 고르게 조사하는 조명부와,

상기 조명부로부터 조사된 각 파장대역의 조명들을 검사대상물체의 표면에 비추는 검사영역부와,

상기 검사영역부에서 상기 조명부로부터 조사되는 조명들에 의하여 검사대상물체로부터 발산되는 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 하나의 영상으로 입력받고 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 다른 영상으로 입력받으며 또 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 또 다른 영상으로 입력받는 영상입력부와,

상기 입력된 하나 이상의 특정파장대역의 빛에 대한 영상정보를 이용하여 검사대상물체의 표면 및 형상의 불량유무를 검사하는 영상처리부와,

상기 영상처리부에서의 처리 결과를 화면에 디스플레이하고 이에 대한 검사대상물체의 불량유무를 판별하여 그 결과값을 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
하나의 동일한 특정 파장대역의 빛을 갖는 조명들이 검사부의 동일한 특정위치에 위치하여 있고 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 조명들이 검사부의 다른 동일한 특정위치에 위치하여 있으며 또 다른 동일한 특정파장대역의 빛을 갖는 조명들이 검사부의 또 다른 동일한 특정위치에 위치하여 이들 조명들에 의해 동시에 빛을 고르게 조사하는 조명부와,

상기 조명부로부터 조사된 각 파장대역의 조명들을 검사대상물체의 표면에 비추는 검사영역부와,

상기 검사영역부에서 상기 조명부로부터 조사되는 조명들에 의하여 검사대상물체로부터 발산되는 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 하나의 영상으로 입력받고 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 다른 영상으로 입력받으며 또 다른 특정파장대역의 빛에 대한 영상신호를 또 다른 영상으로 입력받는 영상입력부와,

상기 입력된 하나 이상의 특정파장대역의 빛에 대한 영상정보를 이용하여 검사대상물체의 표면 및 형상의 불량유무를 검사하는 영상처리부와,

상기 영상처리부에서의 처리 결과를 화면에 디스플레이하고 이에 대한 검사대상물체의 불량유무를 판별하여 그 결과값을 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명부는, 특정파장영역대의 동일한 광원들이 일정한 높이에 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명부는, 각각의 특정파장영역대의 광원은 각각의 특정파장영역의 빛을 발산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명부의 조명으로는, 적색 파장영역의 발광다이오드와 녹색 파장영역의 발광다이오드와 청색 파장영역의 발광다이오드가 각각 사용됨을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명부의 조명으로는, 일반 가시광선계열의 빛을 발산하는 램프의 조명에 적색 파장영역의 밴드패스필터, 녹색 파장영역의 밴드패스필터와 청색 파장영역의 밴드패스필터가 각각 사용됨을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명부는, 조사된 광원을 검사영역 전체로 투과시키는 조명투과막이 구비됨을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 9 항에 있어서, 조명투과막은, 불투명 아크릴이 사용됨을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 9 항에 있어서, 조명투과막은, 불투명 유리가 사용됨을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명부는, 조사된 광원에서의 빛을 그에 형성된 패턴을 통해 검사영역으로 투영시키는 조명투과막이 구비됨을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명부의 상단상면조명은, 추가로 더 구비되는 하프미러에 의해 빛을 반사시켜 검사영역을 전체로 고르게 조사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제1항 내지 제4항 중 어느한항에 있어서, 상기 영상입력부는, 상기 조명부에서 조사되어 검사부에서 반사된 특정파장대역들의 빛을 특정파장대역들의 영상으로 변경하여 상기 영상처리부에 전달하는 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 14 항에 있어서, 상기 영상입력부는, 서로 다른 파장영역대의 빛을 서로 다른 영상으로 동시에 입력받을 수 있는 카메라를 구비한 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 14 항에 있어서, 상기 영상입력부의 카메라로서는, RGB 카메라를 구비한 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 14 항에 있어서, 상기 영상입력부는, 상기 카메라의 신호영상을 상기 영상처리부에 전달할 수 있는 영상입력보드를 구비한 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 조명부의 상단상면조명에 의한 상단영상을 이용하여 표면평면불량유형에 대한 스크래치, 크랙-깨짐, 1 핀(Pin) 및 표면찍힘 불량의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 조명부의 상단상측면조명에 의한 상단상측면영상을 이용하여 표면색상불량유형에 대한 마크결점, 표면오염-얼룩,지문 불량의 유무를 판단하는 것을 특징으로하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 조명부의 상단하측면조명에 의한 상단하측면영상을 이용하여 표면색상불량유형에 대한 마크결점, 표면오염-얼룩,지문 불량의 유무를 판단하는 것을 특징으로하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 조명부의 측면조명에 의한 측면영상을 이용하여 내부/외부 형상 불량 유형에 대한 형상불량, 내부기포 불량의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상처리부는, 상기 조명부의 하단조명에 의한 하단영상을 이용하여 내부/외부형상불량유형에 대한 형상불량, 내부기포 불량의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상처리부는, 조명부의 상단상면조명에 의한 상단영상, 상단상측면조명에 의한 상단상측면영상, 상단하측면조명에 의한 상단하측면영상, 측면조명에 의한 측면영상, 하단조명에 의한 하단영상을 이용하여 표면색상불량유형, 표면평면불량유형, 내부/외부형상불량유형에 대한 불량의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상처리부는, 조명의 위치 조정 효과를 나타낼 수 있도록 조명부의 상단상면조명과 상단상측면조명 및 상단하측면조명에 의한 각 영상을 선택적으로 합성함을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명부는, 두개 이상의 다른 파장대역의 조명으로 구성된 것을 특징으로 하는 표면 및 형상 검사장치.