KR20050054647A

KR20050054647A - 칩부품의 에지크랙을 검출하기 위한 외관선별장치

Info

Publication number: KR20050054647A
Application number: KR1020030088156A
Authority: KR
Inventors: 길영배; 김종윤; 차선호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-06-10

Abstract

본 발명은, 칩부품의 표면에 발생된 크랙을 검출하는 칩부품 외관선별장치에 관한 것으로서, 칩부품의 피촬상면과 소정의 기울기를 갖도록 배치되며 상기 피촬상면을 조명하기 위한 광원과, 상기 칩부품의 피촬상면 상에 배치되며 그 표면을 촬상하기 위한 CCD 카메라와, 상기 CCD 카메라로부터 촬상된 이미지를 처리하여 각 화소영역에 대한 휘도레벨을 검출하는 화상처리부와, 상기 화소의 휘도레벨이 소정의 기준휘도레벨과 비교하여 그 비교된 차이에 따라 전체 이미지의 휘도레벨을 낮추기 위한 역광보정을 수행하는 역광보정부와, 상기 역광보정된 이미지에 대한 각 화소영역의 휘도레벨을 분석하여 크랙발생여부를 판단하는 크랙판정부를 포함하는 칩부품 외관선별장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 칩부품의 에지부에서 발생되는 산란현상을 역광보정을 통해 완화시킴으로써 에지부에 밀집된 미세한 크랙에 대해서도 정확하게 검출할 수 있으며, 본 발명의 외관선별장치를 통해 최종 제품에 대한 검사공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

칩부품의 에지크랙을 검출하기 위한 외관선별장치{VISUAL INSPECTION APPRATUS FOR SCREENING CRACK ON CHIP COMPONENT EDGE}

본 발명은 칩부품을 위한 외관선별장치에 관한 것으로서, 적층 세라믹 캐피시터(multi-layer ceramic capacitor: MLCC)와 같은 칩부품의 최종 제품검사단계에서, 칩부품의 에지에 발생된 크랙을 보다 효과적으로 검출할 수 있는 외관 선별장치에 관한 것이다.

일반적으로 칩부품은 그 제조과정에서 발생되는 것으로서, 소성공정, 연마공정 및 도금공정 등을 거치면서 필연적으로 열적, 기계적 및 전기적 충격에 쉽게 노출되어 크랙 등과 같은 불량이 발생할 위험이 있다. 대표적인 칩부품인 적층 세라믹 캐피시터(MLCC)도 마찬가지다. 즉, MLCC는 적절한 세라믹 물질로 그린시트를 마련하는 공정으로 시작되며. 상기 그린시트 상에 Ni와 같은 물질로 내부전극이 형성한다. 이러한 방식으로 여러 그린시트가 적층되고, 상기 적층물을 소성시키는 공정이 실시된다. 이 때에 내부전극물질과 그린시트물질의 소결수축개시온도와 수축율의 차이로 인해 심한 응력이 발생될 수 있다. 또한, 외부전극형성공정은 전극페이스트를 도포한 후에 소성하고, 추가적인 도금공정을 수행하여 완성되는데, 전극페이스트의 소성과정에서 칩 내부에 큰 응력이 발생될 수 있다.

상기한 MLCC 제조공정과 같이, 칩부품의 제조공정은 제조공정에 심한 응력이 발생되며, 이로 인해 칩부품의 기능문제 및/또는 구조상 결함과 같은 불량이 발생되기 쉽다. 따라서, 칩 부품은 제조된 후에 불량한 제품을 검출하여 폐기하고 양품만을 선별하여 출하하는 공정을 거친다. 이러한 칩부품의 선별공정은 크게 전기적 성능을 테스트하기 위한 선별과정과 칩부품 외관에 크랙 발생여부를 판단하는 외관선별공정이 있다.

종래의 칩부품 외관선별장치는 도1a과 같이, 순차주사형(progressive scanning) CCD카메라(24)와, RGB형 LED 등의 광원(22a,22b)을 포함한다.

도1a에 도시된 바와 같이, 상기 CCD카메라(24)는 칩부품(21)의 피촬상면 상에 배치되고, RGB형 LED 광원(22a,22b)은 칩부품(21)의 대향하는 양측에 피촬상면과 약 30°의 각을 갖도록 배치된다. 상기 광원(22a,22b)으로부터 소정의 빛이 촬상면으로 조사되며, 조사된 빛은 에지를 포함한 피촬상면으로부터 반사되어 그 표면상태를 반영하는 이미지로 CCD 카메라(24)에 의해 촬상된다. CCD카메라(24)에서 촬상된 이미지는 화상처리부(25)에서 각 화소당의 휘도레벨값으로 처리되고, 크랙판정부(26)에서 그 처리된 결과를 기준값과 비교하여 크랙발생여부를 판단하게 된다.

하지만, 종래의 외관선별장치는 크랙이 있는 칩부품에서도 크랙이 없다고 판단하거나, 판단이 불가능한 오류가 빈번이 발생하며, 특히 칩부품의 에지에 크랙이 있는 경우에 심각한 빈도수으로 오류가 발생된다. 즉, 종래의 외관선별장치는 면중앙영역에 대해서는 비교적 정확한 검출이 이루어지지만, 에지에서는 그렇지 않은 취약성을 갖고 있기 때문이다. 이러한 외관선별장치의 크랙판정오류현상은 도1b를 참조하여 설명하는 과정에 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도1b를 참조하면, 산란현상을 모식화한 칩부품의 에지부가 도시되어 있다. 도1a의 시스템의 광원에 의해 약 30°의 각으로 피촬상면에 빛이 조사되면, 칩부품의 완곡한 에지부는 평탄한 피촬상면과 달리 조사된 빛을 도1b에 도시된 바와 같이 여러 각도로 산란시키게 된다.

이러한 산란현상으로 인해 에지주위영역에 발생된 크랙(C)을 정상적으로 판단하기가 곤란해지거나, 이상이 없는 것으로 판다될 수 있다. 즉, CCD 카메라에 의해 촬상될 때에, 평탄한 피촬상면에서 크랙이 없는 면에 비해 어둡거나 밝게 나타나야 하는 크랙(C)이 주위부분의 산란에 의해 관찰되지 않을 수 있다.

특히, 크랙 발생 가능성이 큰 에지부에 대해 보다 정밀한 검출이 요구되는 점을 감안할 때에, 이러한 산란으로 인한 판단불능문제는 외관선별공정의 신뢰성을 크게 저하시키는 심각한 문제가 된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 칩부품의 에지에서 발생되는 산란현상을 완화시킴으로써 그 에지부에 밀집된 크랙에 대한 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 칩부품을 위한 외관선별장치를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은

칩부품의 표면에 발생된 크랙을 검출하는 칩부품 외관선별장치에 있어서, 상기 칩부품의 피촬상면과 소정의 기울기를 갖도록 배치되며 상기 피촬상면을 조명하기 위한 광원과, 상기 칩부품의 피촬상면 상에 배치되며 그 표면을 촬상하기 위한 CCD 카메라와, 상기 CCD 카메라로부터 촬상된 이미지를 처리하여 각 화소영역에 대한 휘도레벨을 검출하는 화상처리부와, 상기 화소의 휘도레벨이 소정의 기준휘도레벨과 비교하여 그 비교된 차이에 따라 전체 이미지의 휘도레벨을 낮추기 위한 역광보정을 수행하는 역광보정부와, 상기 역광보정된 이미지에 대한 각 화소영역의 휘도레벨을 분석하여 크랙발생여부를 판단하는 크랙판정부를 포함하는 칩부품 외관선별장치를 제공한다.

구체적인 실시형태에서, 상기 역광보정부는 상기 화소의 휘도레벨이 소정의 기준휘도레벨과 비교하여 그 비교된 차이만큼 전체 이미지의 휘도레벨을 낮추기 위해 상기 CCD카메라의 조리개를 제어하는 방식으로 구현될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시형태에서는, 상기 화소의 휘도레벨이 소정의 기준휘도레벨과 비교하여 그 비교된 차이만큼 상기 화상처리부에서 검출된 휘도레벨을 전체적으로 쉬프트하는 방식으로 구현될 수도 있다. 본 발명에서 채용되는 역광보정부는 상기 CCD카메라에 일체화된 형태로 구현될 수 있다.

또한, 전체 방향에 따라 균일하면서 충분한 광원을 확보하기 위해서, 상기 광원은 상기 피촬상면의 대향하는 양측에 각각 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 칩부품 외관선별장치는 이종물질의 소결과정이 반복되어 크랙이 발생되기 쉬운 적층 세라믹 캐패시터(MLCC)에 유익하게 채용될 수 있다. 상기 칩부품의 외관선별장치를 이용하여 MLCC를 검사하는 경우에, 상기 광원은 상기 MLCC의 측면전극이 형성되지 않은 양측에 각각 배치된 것이 바람직하다.

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

도2는 본 발명의 일실시형태에 따른 외관선별장치를 나타내는 개략도이다.

도2를 참조하면, 상기 외관선별장치는 칩부품(21)의 표면을 조명하기 위한 광원(22a,22b)과, 상기 표면을 촬상하기 위한 CCD카메라(24)와, 촬상된 이미지를 처리하는 화상처리부(25)와, 전체의 휘도레벨을 낮추는 역광보정부(28)와, 크랙발생여부를 판단하는 크랙판정부(26)로 구성될 수 있으며, 추가적으로 크랙판정여부를 작업자에게 통지하기 위한 알람 또는 다른 적절한 표시부(29)를 구비할 수 있다.

상기 광원(22a,22b)은 상기 칩부품(21)의 원하는 피촬상면을 적절히 조명할 수 있도록 소정의 기울기를 갖도록 배치되며, 바람직하게는 2개의 광원(22a,22b)을 칩부품(21)의 대향하는 양측에 배치하여 전체 면에 대한 균일한 조사가 가능하도록 한다. 또한, 상기 칩부품(21)이 도시된 바와 같이 같이 양단면에 측면전극(21a)이 형성된 MLCC인 경우에는 측면전극(21)이 형성되지 않은 양측에 배치하는 것이 바람직하다.

상기 광원(22a,22b)으로 조명된 상기 칩부품(21)의 피촬상면은 상기 CCD 카메라(24)에 의해 촬상된다. 상기 화상처리부(25)는 상기 CCD 카메라(24)로부터 촬상된 이미지를 처리하여 각 화소영역에 대한 휘도레벨을 검출한다.

이어, 상기 역광보정부(28)는 상기 검출된 휘도레벨을 상기 소정의 기준휘도레벨과 비교하여 에지부에서 산란현상이 발생하였는지를 감지한다. 즉, 소정의 기준휘도레벨은 산란시에 측정된 휘도레벨의 경험치를 근거하여 정해진 레벨이며, 촬상된 이미지에서 검출된 휘도레벨이 상기 기준휘도레벨보다 큰 경우에 한하여 산란이 발생한 것으로 판단한다. 또한, 상기 역광보정부(28)는 이러한 산란에 의해 피사체인 크랙발생표면이 잘 관찰되지 않는 것을 방지하기 위해, 전체 이미지의 휘도레벨을 낮추는 역광보정작업을 실시한다.

이러한 역광보정부(28)에서 전체 이미지의 휘도레벨을 낮추는 과정은 기준휘도레벨을 초과하는 레벨정도에 근거하여 전체 휘도가 감소되도록 CCD 카메라에 소정의 제어신호를 전송하여 CCD카메라의 조리개를 제어하는 방식으로 수행될 수 있으며, 이와 달리 검출된 휘도레벨을 초과레벨정도로 쉬프트시켜 감소시키는 회로보정방식으로 구현될 수도 있다.

상기 역광보정부(28)에 의해 휘도가 조절된 이미지로부터 얻어진 각 화소의 휘도레벨은 상기 크랙판정부(26)로 전송된다. 상기 크랙판정부(26)는 각 역광보정된 이미지에 대한 각 화소영역의 휘도레벨을 분석하여 크랙발생여부를 판단한다. 상기 크랙판정부(26)에서 실시되는 크랙발생판단과정은 이미지의 각 화소를 분석하여 X-Y좌표에 따라 휘도레벨변화를 파악하고, 그 변화정도가 소정의 변화율을 초과할 때에 휘도레벨이 변화된 부분을 크랙발생부분으로 판단하는 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 크랙은 빛이 도달하지 못하여 반사되지 않으므로, 다른 정상적인 피촬상부분에 비해 어둡게 나타날 수 있으며, 반대로 크랙부분의 형태에 따라 다른 주위부부분보다 밝게 나타나는 경우도 있을 수 있다. 이와 같이 주위부분과 휘도레벨을 비교하여 그 변화정도에 따라 크랙이 발생여부를 판단할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 칩부품의 외관선별장치는 칩부품의 에지부에서 산란되어 지나치게 밝게 비추어지는 영역에 의해 에지부의 크랙이 정확히 식별되지 못하는 문제를 해결할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 칩부품 외관선별장치는, 역광보정부를 이용하여 산란현상을 나타내는 이미지의 휘도를 전체적으로 낮게 조절하여 실제 육안으로 판단할 수 있는 이미지로 변환시킬 수 있다. 이로써, 칩부품의 에지부에 발생되는 산란문제를 극복하고 선명한 에지부의 이미지 검출을 통해 크랙 발생여부를 판단할 수 있다.

도3a 및 도3b는 각각 종래의 외관선별장치와 본 발명에 따른 외관선별장치를 이용하여 동일한 칩부품의 동일한 면을 촬상한 이미지를 나타낸다.

도3a를 참조하면, 종래의 순차주사형 CCD 카메라를 갖는 외관선별장치을 이용하여 MLCC의 일 표면을 촬상한 이미지를 확인할 수 있다. 도3a의 촬상 이미지에서 칩부품의 에지부는 도1b에서 설명된 바와 같이 산란이 발생되어 전체적으로 밝게 나타난다. 이로 인해 에지부에 밀질된 크랙은 검출되지 않는 경우가 발생될 수 있다. 도3a의 이미지에서도 표시된 영역에 크랙이 나타나지 않는 것으로 파악된다.

하지만, 동일한 MLCC의 동일면을 본 발명에 따른 외관선별장치를 이용하여 촬상한 도3b의 이미지에서는 크랙이 나타난 것을 확인할 수 있다. 즉, 도3b를 참조하면, MLCC의 에지부에 도3a에서 명확히 나타나지 않던 크랙(c)이 나타나 있는 것을 확인할 수 있다. 즉, 산란에 의해 배경이 밝게 나타나는 역광문제를 전체적인 휘도를 낮추어 산란없이 관찰된 이미지와 거의 동일한 상태로 변환시킴으로써 크랙을 명확하게 검출할 수 있었다.

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 칩부품의 외관선별장치는 칩부품의 에지부에서 발생되는 산란현상을 역광보정을 통해 완화시킴으로써 에지부에 밀집된 미세한 크랙에 대해서도 정확하게 검출할 수 있으며, 본 발명의 외관선별장치를 통해 최종 제품에 대한 검사공정의 신뢰성을 높힐 수 있으므로, 보다 높은 품질의 칩부품 생산을 보장할 수 있다.

도1a는 종래의 칩부품을 위한 외관선별장치를 나타내는 개략도이다.

도1b는 종래의 외관선별장치에 의한 검출과정에서 칩부품 에지부에 발생되는 산란현상을 설명하기 위한 개략도이다.

Claims

칩부품의 표면에 발생된 크랙을 검출하는 칩부품 외관선별장치에 있어서,

상기 칩부품의 피촬상면과 소정의 기울기를 갖도록 배치되며 상기 피촬상면을 조명하기 위한 광원;

상기 칩부품의 피촬상면 상에 배치되며 그 표면을 촬상하기 위한 CCD 카메라;

상기 CCD 카메라로부터 촬상된 이미지를 처리하여 각 화소영역에 대한 휘도레벨을 검출하는 화상처리부;

상기 화소의 휘도레벨이 소정의 기준휘도레벨과 비교하여 그 비교된 차이에 따라 전체 이미지의 휘도레벨을 낮추기 위한 역광보정을 수행하는 역광보정부; 및,

상기 역광보정된 이미지에 대한 각 화소영역의 휘도레벨을 분석하여 크랙발생여부를 판단하는 크랙판정부를 포함하는 칩부품 외관선별장치.
제1항에 있어서, 상기 역광보정부는

상기 화소의 휘도레벨이 소정의 기준휘도레벨과 비교하여 그 비교된 차이만큼 전체 이미지의 휘도레벨을 낮추기 위해 상기 CCD카메라의 조리개를 제어하는 것을 특징으로 하는 칩부품 외관선별장치.
제1항에 있어서, 상기 역광보정부는

상기 화소의 휘도레벨이 소정의 기준휘도레벨과 비교하여 그 비교된 차이만큼 전체 이미지의 휘도레벨을 낮추기 위해 상기 화상처리부에서 검출된 휘도레벨을 전체적으로 쉬프트하는 것을 특징으로 하는 칩부품 외관선별장치.
제1항에 있어서,

상기 광원은 상기 피촬상면의 대향하는 양측에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 칩부품 외관선별장치.
제1항에 있어서,

상기 칩부품은 대향하는 양측면에 측면전극이 형성된 적층 세라믹 캐패시터(MLCC)인 것을 특징으로 하는 칩부품 외관선별장치.
제5항에 있어서,

상기 광원은 상기 MLCC의 측면전극이 형성되지 않은 양측에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 칩부품 외관선별장치.