KR20060027507A - 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법 및 검사장치 - Google Patents

인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법 및 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법 및 검사장치에 관한 것으로, 검사대상 인쇄회로기판에 대해 엑스-레이 디텍터를 가변 가능한 상태로 설치하여 납땜검사 부위에 대해 다양한 촬상 입사각으로 영상정보를 얻을 수 있도록 구성함으로써 납땜검사 부위의 입체적인 영상정보의 취득를 통해 검사 정밀도 및 검사 효율성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법 및 검사장치를 제공함.
엑스-레이, 엑스선, X-ray, 인쇄회로기판, 피씨비(PCB), 납땜검사장치

Description

인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법 및 검사장치{PCB X-ray inspection method and apparatus}
도 1은 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치를 개략적으로 나타내 보인 단면도,
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1에 도시된 엑스-레이 검사장치의 동작상태를 보이기 위하여 요부를 발췌하여 도시해 보인 개략적 사시도,
도 3은 도 2a 및 도 2b의 후방부를 도시해 보인 개략적 사시도,
도 4는 도 3의 개략적 측면도,
도 5는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법을 설명하기 위해 도시해 보인 플로우차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10...인쇄회로기판 110...캐비넷
120...엑스-레이 발생기 130...엑스-레이 디텍터
140...위치결정유닛 150...이송유닛
160...가변유닛 161...플레이트형 프레임
162...원호형 가이드레일 163...원호형 랙
164...홀더브라켓 165...홀더
162...원호형 가이드레일 163...원호형 랙
164...홀더브라켓 164a...슬라이드 가이드
165...홀더 167...구동모터
168...지지브라켓 169...환형가이드레일
본 발명은 전기전자기기의 주요부품으로 내장되는 인쇄회로기판(PCB)의 검사방법 및 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엑스-레이(X-ray)를 이용하여 인쇄회로기판(PCB)의 납땜상태를 검사하기 위한 엑스-레이(X-ray) 검사방법 및 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가전제품이나 컴퓨터 등과 같은 전기전자제품의 주요부품으로 내장되는 인쇄회로기판(PCB)에는 예컨대, 반도체칩이나 저항칩과 같은 소형 전자부품이 납땜에 의해 실장된다.
따라서, 이러한 인쇄회로기판은 전기전자제품 세트에 내장되는 과정에 있어서 실장된 전자부품의 납땜상태에 대한 양부를 검사하는 과정을 거치게 된다. 이와 같이 인쇄회로기판(PCB)의 납땜상태를 검사하기 위한 것으로, 최근에는 엑스-레이(X-ray) 검사장치가 주로 이용되고 있다.
상술한 바와 같은 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치는, 엑스-레이 차폐를 위한 실내공간이 형성되도록 제작된 캐비넷의 내부에 공급되어 검사위치에 세팅되 는 인쇄회로기판에 엑스-레이를 조사하여 투영된 영상을 엑스-레이 디텍터로 촬상하여 출력되는 영상정보를 통해 인쇄회로기판의 납땜부에 대한 납땜상태의 양부를 판정하도록 되어 있다.
한편, 종래 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치는, 통상 검사위치에 세팅된 인쇄회로기판의 하방과 상방에 각각 엑스-레이 발생기와 엑스-레이 디텍터를 고정된 상태로 설치하여 납땜상태를 검사함으로써, 납땜　검사부위에 대해 입체적인 다양한 형태의 촬상 입사각을 얻기가 어려워 검사 정밀도가 저하되는 문제점이 있었으며, 특히 다층 구조를 가지는 인쇄회로기판의 내부에 형성된 납땜부는 표면에 형성된 납땜부에 의해 영상 촬상이 방해됨에 따라 기본적인 검사도 수행하기가 어려운 문제점을 가지고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 인쇄회로기판에 대해 소정 각도 경사진 입사각을 가지도록 엑스-레이 디텍터를 추가적으로 설치한 검사장치가 있으나, 이러한 경우에 있어서도 인쇄회로기판의 검사대상 납땜부에 대해 다양한 각도의 영상을 취득하는데 한계를 가지므로 검사 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 납땜부의 세밀한 부분에 대한 검사를 위하여 입체적인 영상정보를 얻기 위한 방편으로 인쇄회로기판의 세팅 위치나 자세를 조정하는 과정의 추가 등으로 인하여 검사 효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치가 가지는 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적 은 인쇄회로기판의 납땜상태에 대한 검사 정밀도 및 검사 효율성을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법 및 검사장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법은, 인쇄회로기판에 엑스-레이를 조사하여 투영되는 영상정보를 엑스-레이 디텍터로 촬상하여 소정 납땜부의 납땜상태에 대한 양부를 검사하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법에 있어서, 상기 엑스-레이 디텍터가 상기 납땜부에 대해 적어도 두개 이상의 입사각을 취하도록 위치좌표를 가변시키는 단계와; 상기 엑스-레이 디텍터가 서로 다른 위치좌표에서 각각 다른 입사각으로 취득한 영상정보를 디스플레이시켜 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치는, 캐비넷 내부에 세팅된 인쇄회로기판에 엑스-레이를 조사하여 엑스-레이 디텍터 로 촬상한 영상정보를 토대로 인쇄회로기판의 납땜상태를 검사하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치에 있어서, 상기 엑스-레이 디텍터는 상기 인쇄회로기판의 임의의 좌표점에 대해 복수의 입사각을 가지도록 가변유닛에 의해 지지되어 가변 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 가변유닛은, 상기 캐비넷의 실내 공간부에 부상된 형태로 위치하도록 설치된 원호형 가이드레일과, 상기 엑스-레이 디텍터를 지지하여 상기 원호형 가이드레일을 따라 이동하도록 설치된 홀더브라켓을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 홀더브라켓에는 상기 엑스-레이 디텍터를 직선이동시키기 위한 이동수단이 구비된 것이 바람직하며, 상기 원호형 가이드레일에는 랙이 설치되고, 상기 홀더브라켓에는 상기 랙을 따라 이동하는 피니언이 설치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 원호형 가이드레일은 검사위치에 세팅된 인쇄회로기판을 지나는 가상의 수직면에 접하도록 설치된 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 원호형 가이드레일은 상기 캐비넷에 설치된 환형 가이드레일을 따라 이동하는 지지브라켓에 의해 지지되어 회전이동이 가능하게 설치된다.
상기 환형 가이드레일에는 랙이 설치되며, 상기 지지브라켓는 그 랙을 따라 이동하는 피니언이 설치된 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 캐비넷에는 세팅된 인쇄회로기판의 중심과 동축상에 배치되도록 설치되는 엑스-레이 디텍터가 더 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 캐비넷에는 검사위치에 인쇄회로기판을 일정 스텝 단위로 연속하여 공급하고 배출하기 위한 이송유닛이 구비된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치를 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치(100)는, 도시된 바와 같이 엑스-레이 차폐를 위해 실내공간을 가지도록 박스 형태로 제작된 캐비넷(110)의 내부에 설치되는 엑스-레이 발생기(120)와 엑스-레이 디텍터(130)를 포함하여 구성된다.
상기 엑스-레이 발생기(120)와 엑스-레이 디텍터(130)는 각각 상기 캐비넷(110)의 대략 내부 중앙에 설정되는 검사위치를 중심으로 하방 공간부와 상방 공간부에 배치되도록 설치된다.
그리고, 상기 엑스-레이 발생기(120)와 엑스-레이 디텍터(130)의 사이에 설정된 검사위치에는 인쇄회로기판(10)의 세팅을 위한 위치결정유닛(140)이 설치되며, 상기 위치결정유닛(140)의 주위에는 인쇄회로기판(10)을 일정 스텝 단위로 연속하여 공급하기 위한 이송유닛(150)이 설치된다.
상기 이송유닛(150)은 예컨대, 상기 캐비넷(110)의 실내공간으로부터 인쇄회로기판(10)의 공급 및 배출을 위한 엘리베이터(151)와 컨베이어(152)가 설치될 수 있다.
본 발명의 일특징에 따르면, 상기 엑스-레이 디텍터(130)는 검사위치에 세팅된 인쇄회로기판(10)의 임의의 좌표점(검사대상 납땜부)에 대해 복수의 입사각을 가지도록 가변유닛(160)에 지지되어 가변 가능하게 설치된 점에 구성적 특징이 있다.
상기 가변유닛(160)은 상기 캐비넷(110)의 실내 공간부에 부상된 형태로 위치하도록 설치된 플레이트형 프레임(161)과, 상기 엑스-레이 디텍터(130)를 지지하여 상기 플레이트형 프레임(161)상을 이동하도록 설치된 홀더브라켓(164)을 포함하여 구성된다.
상기 플레이트형 프레임(161)에는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 원호형 가이드레일(162)과 원호형 랙(163)이 설치되어 있으며, 상기 홀더브라켓(164)은 상기 원호형 가이드레일(162)과 원호형 랙(163)을 따라 이동 가능한 상태로 설치된다.
상기 원호형 가이드레일(162)과 원호형 랙(163)은 검사위치에 세팅된 인쇄회로기판(10)을 지나는 가상의 수직면에 접하여 아치형 궤적을 가지도록 설치된 것이 바람직하다.
상기 홀더브라켓(164)의 전면부에는 상기 엑스-레이 디텍터(130)를 지지하는 홀더(165)가 직선이동하여 인쇄회로기판(10)에 대해 승강하도록 리니어 모터(LM) 가이드(166)와 같은 이동수단이 설치되며, 후술하는 피니언(미도시)의 구동을 위한 구동모터(167)가 설치된다. 상기 피니언은 예컨대, 스퍼기어(spur gear)가 유효하게 채용될 수 있다.
그리고, 상기 홀더브라켓(164)의 후면부에는 상기 원호형 가이드레일(161)을 따라 이동하도록 결합되는 슬라이드 가이드(164a)와, 상기 구동모터(167)의 출력축단에 마련된 피니언(미도시)이 상기 원호형 랙(163)을 따라 이동하도록 설치된다.
따라서, 상기한 바와 같은 구성에 의하면, 상기 엑스-레이 디텍터(130)는 세팅된 인쇄회로기판(10)을 지나는 수직면을 따라 아치형 궤적으로 이동할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 가변유닛(160)은 상기 캐비넷(100)의 천장에 설치된 환형의 가이드레일(169)과, 상기 플레이트형 프레임(161)을 지지하여 상기 환형의 가이드레일(166)을 따라 이동 가능하게 설치된 지지브라켓(168)을 더 포함하여 구성된다.
상기 환형 가이드레일(169)에는 랙(미도시)이 설치되며, 상기 지지브라켓 (168)에는 상기 랙을 따라 이동하도록 도시되지 않은 구동모터에 의해 구동되는 피니언(미도시)이 설치된다. 상기 피니언은 예컨대, 스퍼기어(spur gear)가 유효하게 채용될 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 구성에 의하면, 상기 엑스-레이 디텍터(130)는 세팅된 인쇄회로기판(10)을 사이에 두고 원형의 궤적으로 순환 이동할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치의 동작과정에 대한 설명과 함께 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 검사대상 인쇄회로기판에 대한 종류와 모델, 납땜검사 부위, 영상정보 취득을 위한 엑스-레이 디텍터의 위치좌표 설정 등과 같은 기초 정보를 입력하는 초기화단계를 거치게 된다(S1 단계).
이어서, 도 1 내지 도 5를 함께 참조하면, 도시되어 있지 않은 콘트롤러의 오퍼레이팅에 의해 검사대상 인쇄회로기판(10)이 엘리베이터(151)와 컨베이어(152)에 의해 캐비넷(110)의 내부에 설정된 검사위치로 공급되면, 미리 입력되어 교시된 신호정보에 의해 위치결정유닛(140)이 인쇄회로기판(10)의 검사위치와 자세 등을 결정하여 세팅한다(S2 단계).
이후, 상기 엑스-레이 디텍터(130)를 검사위치에 세팅된 인쇄회로기판(10)의 임의의 좌표점(검사대상 납땜부)에 대해 소정의 촬상 입사각을 취할 수 있도록 위치좌표를 설정하여 세팅한다(S3 단계).
다음으로, 엑스-레이 발생기(120)를 작동시켜 인쇄회로기판(10)에 엑스-레이 를 조사하고(S4 단계), 투영된 영상을 상기 엑스-레이 디텍터(130)가 촬상하여 영상정보를 획득한 다음(S5 단계), 그 영상정보룰 모니터(M)를 통해 출력한다(S6 단계).
그런 다음, 인쇄회로기판(10)의 임의의 좌표점(검사대상 납땜부)에 대해 다른 촬상 입사각으로 획득한 또 다른 영상정보를 통하여 입체적인 비교에 의해 납땜부의 검사가 필요한 경우에(S7 단계), 상기 엑스-레이 디텍터(130)를 가변시켜 상술한 S3 단계에서 S6 단계의 과정을 반복 수행한다. 이로써, 동일한 검사대상 납땜부에 대하여 여러 방향에서 촬영한 입체적인 영상정보를 수득하여 상호 비교에 의한 검사과정을 수행할 수 있다(S8 단계).
본 발명에 의한 엑스-레이 검사장치는, 상기와 같은 검사과정에서 상기 엑스-레이 디텍터(130)를 검사위치에 세팅된 인쇄회로기판(10)의 임의의 좌표점(검사대상 납땜부)에 대해 다양한 형태의 촬상 입사각을 취할 수 있도록 가변시켜 동일한 검사대상 납땜부에 대하여 여러 방향에서 촬영한 입체적인 영상정보를 수득하여 비교할 수 있도록 되어 있는 것이다.
즉, 입체적인 영상정보의 취득 필요에 따라 상기 홀더브라켓(162)에 구비된 구동모터(163)를 구동시키면, 상기 홀더브라켓(162)이 원호형 가이드레일(161)을 따라 이동하여 상기 엑스-레이 디텍터(130)를 원하는 위치에 세팅시킴으로써, 검사대상 납땜부에 대해 다양한 경사각의 입사각으로 영상정보를 취득할 수 있게 된다. 이때, 상기 엑스-레이 디텍터(130)는 상기 홀더브라켓(162)에 구비된 LM 가이드(164)에 의해 검사대상 인쇄회로기판(10)에 대해 근접 및 이격되도도록 촬상거리를 조정할 수 있다.
또한, 상기 지지브라켓(165)을 상기 환형의 가이드레일(166)을 따라 이동하도록 구동제어함으로써, 상기 지지브라켓(165)과 연동하도록 설치된 원호형 가이드레일(161) 및 엑스-레이 디텍터(130)가 검사대상 인쇄회로기판(10)의 주위를 회전이동하여 원하는 위치에 세팅시킴으로써, 검사대상 납땜부에 대해 다양한 입체 영상정보를 취득할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 의한 엑스-레이 검사장치에 따르면, 단일의 엑스-레이 디텍터를 가변시켜 원하는 입체영상정보를 촬상할 수 있을 뿐만 아니라, 도 2b에 예시되어 있는 바와 같이 예를 들면, 캐비넷(110)의 천정부에 검사대상 인쇄회로기판의 중심과 동축상에 배치되도록 또 다른 엑스-레이 디텍터(130A)를 고정시킨 상태로 더 설치한 구성으로 변형한 실시예의 응용에 의하여 검사 효율을 도모할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치에 따르면, 검사대상 인쇄회로기판에 대해 엑스-레이 디텍터를 가변 가능한 상태로 설치하여 납땜　검사부위에 대해 다양한 형태의 촬상 입사각을 얻을 수 있도록 구성함으로써 입체적인 영상정보의 취득를 통해 검사 정밀도 및 검사 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (11)

  1. 인쇄회로기판에 엑스-레이를 조사하여 투영되는 영상정보를 엑스-레이 디텍터로 촬상하여 소정 납땜부의 납땜상태에 대한 양부를 검사하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법에 있어서,
    상기 엑스-레이 디텍터가 상기 납땜부에 대해 적어도 두개 이상의 입사각을 취하도록 위치좌표를 가변시키는 단계와;
    상기 엑스-레이 디텍터가 서로 다른 위치좌표에서 각각 다른 입사각으로 취득한 영상정보를 디스플레이시켜 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엑스-레이 디텍터의 위치좌표를 제3의 위치좌표에 추가로 재설정하기 위한 선택단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사방법.
  3. 캐비넷 내부에 세팅된 인쇄회로기판에 엑스-레이를 조사하여 엑스-레이 디텍터 로 촬상한 영상정보를 토대로 인쇄회로기판의 납땜상태를 검사하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치에 있어서,
    상기 엑스-레이 디텍터는 상기 인쇄회로기판의 임의의 좌표점에 대해 복수의 입사각을 가지도록 가변유닛에 의해 지지되어 가변 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 가변유닛은,
    상기 캐비넷의 실내 공간부에 부상된 형태로 위치하도록 설치된 원호형 가이드레일과, 상기 엑스-레이 디텍터를 지지하여 상기 원호형 가이드레일을 따라 이동하도록 설치된 홀더브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 원호형 가이드레일에는 랙이 설치되며, 상기 홀더브라켓에는 상기 랙을 따라 이동하는 피니언이 설치된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 홀더브라켓에는 상기 엑스-레이 디텍터를 직선이동시키기 위한 이동수단이 구비된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 원호형 가이드레일은 검사위치에 세팅된 인쇄회로기판을 지나는 가상의 수직면에 접하도록 설치된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 가변유닛은,
    상기 캐비넷에 설치된 환형의 가이드레일과, 상기 원호형 가이드레일을 지지하여 상기 환형의 가이드레일을 따라 이동 가능하게 설치된 지지브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 환형 가이드레일에는 랙이 설치되며, 상기 지지브라켓는 그 랙을 따라 이동하는 피니언이 설치된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
  10. 제 3항 내지 제 9항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐비넷에는 검사대상 인쇄회로기판의 중심과 동축상에 배치되도록 설치되는 엑스-레이 디텍터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
  11. 제 3항 내지 제 9항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐비넷에는 검사위치에 인쇄회로기판을 일정 스텝 단위로 연속하여 공급하고 배출하기 위한 이송유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 엑스-레이 검사장치.
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