KR20070035783A - 인쇄회로기판 자동 검사장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 자동 검사장비(100)에 관한 것으로서, 다수 개의 롤러를 이용해 인쇄회로기판을 이송하는 이송수단(120, 150)과; 인쇄회로기판의 결함을 검출하도록 빛을 조사하는 조명장치(142)와, 인쇄회로기판의 영상을 촬영하는 카메라(141)를 각각 구비한 불량검출수단(140)을 포함한다. 그리고, 본 발명은 불량검출수단(140)의 전방에 위치하며, 이송수단(120)의 양 측부에 각각 설치되어, 상호 간격이 좁혀졌다가 넓어지도록 각각 거동되는 정렬 안내부재(130)를 포함하고, 불량검출수단(140)은 인쇄회로기판과 카메라(141) 사이에서 일정 각도로 경사지게 설치되어, 조명장치(142)의 빛을 인쇄회로기판에 수직되게 입사시키며, 빛이 일정량 투과되는 하프미러(143)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성으로 인해, 본 발명은 인쇄회로기판이 일렬로 불량검출수단의 카메라 이동범위 내로 통과됨으로써, 종래기술에 비해 불량상태의 인쇄회로기판을 보다 효과적으로 검출할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 조명장치가 측부에서 조사되더라도 하프미러에 의해 인쇄회로기판을 수직으로 비출 수 있기 때문에, 인쇄회로기판의 표면에 그늘진 영역이 감소됨으로써 종래기술에 비해 불량상태의 인쇄회로기판을 보다 효과적으로 검출할 수 있는 장점이 있다.

Description

인쇄회로기판 자동 검사장비{Automatic Inspection Machine for Printed Circuit Board}

도 1은 종래기술에 따른 인쇄회로기판 검사장비를 나타낸 개략도이고,

도 2 및 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄회로기판 자동 검사장비의 평면도 및 정면도이고,

도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 인쇄회로기판 자동 검사장비에서 제1 이송수단을 나타낸 정면도 및 측면도이고,

도 6은 도 2에 도시된 인쇄회로기판 자동 검사장비에서 카메라를 이용해 검사대상의 불량을 검출하는 불량검출수단의 개략도이고,

도 7은 도 6에 도시된 불량검출수단의 카메라가 움직이는 동선을 나타낸 개략도이고,

도 8a 내지 도 8h는 도 2에 도시된 인쇄회로기판 자동 검사장비를 이용해 검출한 인쇄회로기판의 불량들을 각각 나타낸 그림들로서,

도 8a는 인쇄회로기판의 절연막 부근에 섬유성 이물질이 부착된 그림이고, 도 8b는 인쇄회로기판의 절연막이 찢겨진 상태의 그림이고, 도 8c는 인쇄회로기판의 단자면이 오염된 상태의 그림이고, 도 8d는 인쇄회로기판의 단자면에 도금이 넘친 상태의 그림이고, 도 8e는 인쇄회로기판의 절연막 부근에 홀이 형성된 상태의 그림이고, 도 8f는 인쇄회로기판의 절연막에 스크래치가 형성된 상태의 그림이고, 도 8g는 인쇄회로기판에서 도금이 일 부분만된 상태의 그림이고, 도 8h는 인쇄회로기판의 절연막이 찢겨진 상태의 그림이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 인쇄회로기판 자동 검사장비

110 : 제1 적재장치 120 : 제1 이송수단

130 : 정렬수단 140 : 불량검출수단

141 : 카메라 143 : 하프미러

150 : 제2 이송수단 160 : 제2 적재장치

본 발명은 인쇄회로기판 자동 검사장비에 관한 것으로서, 특히 다수 개의 인쇄회로기판들을 이송하면서 그 표면에 뭍은 이물질을 제거하고 불량 인쇄회로기판을 카메라가 장착된 불량검출수단으로 보다 효과적으로 검출함으로써 종래방식에 비해 검사의 효율성이 높은 인쇄회로기판 자동 검사장비에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판상의 회로, 단자, 본딩패드(bonding pad) 및 골드탭(gold tab) 등과 같은 기판의 표면 외관을 검사하는 방법에는 탐침(probe)을 이용하여 통전 여부를 검사하는 방법과, 검사원이 인쇄회로기판의 회로도 및 단자 등과 같은 외관을 직접 시각적으로 검사하는 방법이 있다.

하지만, 탐침을 이용하여 인쇄회로기판을 검사하는 방법은 단순히 회로의 전기적인 연결 상태만을 검사하기 때문에, 기판에 인쇄된 집적회로나 단자 등이 규격에 맞는지를 검사할 수 없고, 기판의 양면을 함께 검사할 수 없으므로 그에 따른 장비가 별도로 요구된다.

또한, 검사원이 육안검사를 하는 경우에는 작업자의 숙련도에 따라 검사의 신뢰도가 다르며, 인쇄회로기판에 보이지 않는 회로는 직접 육안으로 검사할 수 없으며, 검사대상 기판이 커질수록 검사의 정확도가 더욱 떨어지는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 종래에는 카메라와 같은 결함인식수단을 이용하여 인쇄회로기판의 외관을 검사하는 기술이 제시되었다.

도 1은 종래기술에 따른 인쇄회로기판 검사장비를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 종래기술에 따른 표면 실장 인쇄회로기판 검사장비는 대한민국 특허등록 제0347451호에 공지된 기술로서, 카메라를 비롯한 결함인식수단(10)과, 본체(20) 내부에서 인쇄회로기판을 이송시키는 이송 컨베이어(30), 및 상기 결함인식수단(10)과 이송 컨베이어(30)를 제어하는 스크린프린터의 제어장치(40)로 구성된다.

이와 같은 종래기술의 인쇄회로기판 검사장비는 인쇄회로기판의 이송, 검사 및 선별을 자동으로 실시함으로써, 검사원에 의한 육안검사방법에 비해 그 생산성 및 효율성이 높아졌다.

하지만, 상기와 같은 종래기술의 인쇄회로기판 검사장비는 인쇄회로기판의 수직된 상부에 결함인식수단(10)의 카메라가 위치하기 때문에, 검사대상인 인쇄회 로기판의 측면방향에서 조명장치가 비추도록 설치된다. 이로 인해, 종래에는 조명장치의 빛이 인쇄회로기판으로 수직되게 입사되지 못하여, 검사제품에 따라 인쇄회로기판의 일부(즉, 도금된 주위 또는 절연막 부근)에 그늘이 형성될 수 있는 여지가 있었다. 그래서, 종래기술의 인쇄회로기판 검사장비는 인쇄회로기판의 그늘진 부위에 스크래치, 홀 등과 같은 결함이 존재하는 경우에 결함인식수단(10)이 불량상태의 인쇄회로기판을 검출하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 종래기술의 인쇄회로기판 검사장비는 이송 컨베이어(30)에 의해 인쇄회로기판이 이송되는 과정에서 일렬로 정렬되지 않기 때문에, 다수 개의 인쇄회로기판들 중 어느 몇 개는 인쇄회로기판의 일부 면적이 결함인식수단(10)의 카메라의 이동범위 내로 통과되지 않을 수도 있다. 이로 인해 종래기술의 인쇄회로기판 검사장비는 불량상태의 인쇄회로기판을 검출하지 못할 수도 있는 문제점도 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 제공된 것으로서, 불량검출수단의 카메라와 인쇄회로기판 사이에 반투과율을 갖는 하프미러가 일정 각도로 기울어지게 설치됨으로써, 조명장치가 측부에서 조사되더라도 인쇄회로기판을 수직으로 비출 수 있으면서도 불량검출수단의 카메라가 인쇄회로기판의 영상을 취득할 수 있는 인쇄회로기판 자동 검사장비를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 인쇄회로기판의 진행방향 양 측부에 각각 정렬 안내부재가 설치됨으로써 인쇄회로기판이 일렬로 불량검출수단의 카메라 이동범위 내로 통과되는 인쇄회로기판 자동 검사장비를 제공하는데 다른 목적이 있다.

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수 개의 롤러를 이용해 인쇄회로기판을 이송하는 이송수단과; 상기 인쇄회로기판의 결함을 검출하도록 빛을 조사하는 조명장치와, 상기 인쇄회로기판의 영상을 촬영하는 카메라를 각각 구비한 불량검출수단을 포함하는 인쇄회로기판 자동 검사장비로서, 상기 불량검출수단의 전방에 위치하며, 상기 이송수단의 양 측부에 각각 설치되어, 상호 간격이 좁혀졌다가 넓어지도록 각각 거동되는 정렬 안내부재를 포함하고; 상기 불량검출수단은 상기 인쇄회로기판과 상기 카메라 사이에서 일정 각도로 경사지게 설치되어, 상기 조명장치의 빛을 상기 인쇄회로기판에 수직되게 입사시키며, 빛이 일정량 투과되는 하프미러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조명장치는 상기 인쇄회로기판과 수평되게 빛이 조사되도록 상기 이송수단의 측부에 설치되며, 상기 하프미러는 상기 인쇄회로기판과 상기 카메라 사이의 수직선상과 45도 경사지게 설치된다.

또한, 상기 이송수단은 다수 개의 롤러 중 일부가 점착성을 갖는 이물질 제거용 롤러로서, 상하부에 각각 위치하는 상기 이물질 제거용 롤러 사이로 상기 인쇄회로기판이 통과되게 구성된다.

아래에서는 본 발명의 인쇄회로기판 자동 검사장비에 대한 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄회로기판 자동 검사장비의 평면도 및 정면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인쇄회로기판 자동 검사장비(100)는 인쇄회로기판이 다층으로 적층되는 제1 적재장치(110)와, 다수 개의 롤러를 이용해 인쇄회로기판을 이송하는 제1, 제2 이송수단(120, 150)과, 이송되는 인쇄회로기판을 일렬로 정렬하는 정렬수단(130)과, 인쇄회로기판의 결함을 검출하는 불량검출수단(140), 및 검사가 완료된 인쇄회로기판이 적재되는 제2 적재장치(150)로 구분될 수 있다.

제1 적재장치(110)는 검사대상의 인쇄회로기판이 상부판(111)에 다층으로 적재되고, 상부판(111)의 하부에 지지부재(112)가 결합된다. 이런 제1 적재장치(110)의 지지부재(112)는 길이방향으로 신장 가능하게 형성된 것으로서, 유압 또는 공압방식으로 외부 동력이 전달됨에 따라 연신 또는 축소된다. 이와 같은 구성으로 제1 적재장치(110)에 놓여진 인쇄회로기판은 상하로 자동 승하강될 수 있다.

그리고, 본 발명은 제1 적재장치(110)의 상부에 제1 제품 이송로봇(115)이 거치되도록 설치된다. 제1 제품 이송로봇(115)은 다층으로 적재된 인쇄회로기판을 리프팅시킨 후에 제1 이송수단(120)으로 옮기는 역할을 한다. 즉, 제1 제품 이송로봇(115)은 최상층에 위치한 인쇄회로기판을 공기 흡착방식으로 부착하고서, 일정 거리를 이동한 후에 인쇄회로기판을 제1 이송수단(120)의 상부에 분리시킨다.

제1 이송수단(120)은 몸체의 상부에 다수 개의 롤러(122)들이 설치되며, 일정 간격마다 컨베이어 벨트(123)가 다수 개의 롤러(122)들에 감긴다. 그러면, 롤 러(122)들이 각각 일 방향으로 회전됨으로써, 컨베이어 벨트(123)의 상부에 놓여진 인쇄회로기판이 이송된다. 그리고, 제1 이송수단(120)은 인쇄회로기판의 표면에 부착된 이물질 또는 먼지를 제거하도록 구성된다.

도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 인쇄회로기판 자동 검사장비에서 제1 이송수단을 나타낸 정면도 및 측면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 이송수단(120)은 그 진행 이동경로 상에 설치된 다수 개의 이물질 제거용 롤러(125)들을 포함한다. 즉, 이물질 제거용 롤러들은 상하에 각각 설치된 실리콘 롤러(126)들과, 상하에 위치한 실리콘 롤러(126)들에 각각 면접하는 점성 테이프 롤러(127)들을 포함한다. 이와 같은 구성으로 인쇄회로기판은 제1 이송수단(120)에 의해 이송되어, 상하에 각각 위치하는 실리콘 롤러(126)들 사이로 통과된다.

그러면, 인쇄회로기판의 상하 표면에 부착된 이물질 또는 먼지 등은 회전하는 실리콘 롤러(126)들에 일시적으로 부착되었다가, 점착력이 더 강한 점성 테이프 롤러(127)로 옮겨진다. 그리고, 본 발명의 제1 이송수단(120)은 에어 실린더를 이용해 상하에 위치한 실리콘 롤러(126)들 사이의 간격을 조정할 수 있다. 그리고, 본 발명의 인쇄회로기판 자동 검사장비(100)는 상기와 같이 인쇄회로기판의 표면에 부착된 이물질을 제거한 후에, 인쇄회로기판을 정렬한다.

즉, 본 발명의 인쇄회로기판 자동 검사장비(100)는 제1 이송수단(120)의 양 측부에 정렬수단(130)인 정렬 안내부재가 각각 설치된다. 이런 정렬수단(130)은 한 쌍의 정렬 안내부재들이 상호 내측으로 좁혀졌다가 다시 넓어지도록 구동된다. 이와 같은 작동으로 본 발명은 인쇄회로기판이 상기 정렬 안내부재들 사이를 통과하면서 일렬로 정비되고, 제1 이송수단(120)의 롤러들에 의해 불량검출수단(140)의 영역으로 진입된다.

도 6은 도 2에 도시된 인쇄회로기판 자동 검사장비에서 카메라를 이용해 검사대상의 불량을 검출하는 불량검출수단의 개략도이고, 도 7은 도 6에 도시된 불량검출수단의 카메라가 움직이는 동선을 나타낸 개략도이다.

도 2, 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 불량검출수단(140)은 고해상도 라인스캔 카메라(141)를 이용하고, 인쇄회로기판의 불량을 검출하며, 제작단가 또는 고객사의 요구 등에 따라 필요한 성능의 카메라를 채택할 수도 있다.

그리고, 본 발명의 불량검출수단(140)은 카메라(141)의 하부에 하프미러(Half Mirror ; 143)가 45도 기울어진 상태로 설치되고, 상기 하프미러(143)와 동일선상에 LED 조명장치(142)가 인쇄회로기판과 수평되게 빛을 조사하도록 설치된다. 하프미러(143)는 지르토늄 코팅처리된 것으로, 빛의 일부가 투과된다.

이와 같은 구성으로 본 발명의 불량검출수단(140)은 조명장치(142)의 빛이 하프미러(143)에서 절곡되어, 인쇄회로기판에 수직되게 조사될 수 있다. 또한, 본 발명의 불량검출수단(140)은 카메라(141)가 인쇄회로기판의 영상을 취득할 수 있다.

그리고, 본 발명의 불량검출수단(140)은 카메라(141), 조명장치(142), 하프미러(143)가 XY 평면 상을 이동하는 직교 로봇에 각각 설치된다. 즉, 하나의 카메 라(141)가 취득할 수 있는 영상의 영역(약 50mm X 50mm)은 한정되지만, 카메라(141)는 인쇄회로기판의 영역(최대 300mm X 400mm)을 전부 검사해야 한다. 이를 위해, 본 발명의 불량검출수단(140)은 도 7에 도시된 바와 같이 직교 로봇이 지그재그 형태로 이동하면서, 카메라(141)가 인쇄회로기판의 전체 영역을 스캔하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 불량검출수단(140)은 카메라(141)에 취득된 영상을 컴퓨터의 영상분석 프로그램에 전달하고, 검사대상인 인쇄회로기판의 불량여부를 판단한다. 도 8a 내지 도 8h는 인쇄회로기판의 불량을 각각 나타낸 그림들이다.

그리고, 본 발명의 인쇄회로기판 자동 검사장비(100)는 불량검출수단(140)에 의해 인쇄회로기판의 검사가 완료된 후에, 다수 개의 롤러로 구성된 제2 이송수단(150)에 의해 이송된다.

그리고, 본 발명은 불량 인쇄회로기판이 제1 제품 이송로봇(115)과 동일한 작동을 하는 제2 제품 이송로봇(165)에 의해 분류되면서, 모든 검사완료된 인쇄회로기판들이 제1 적재장치(110)와 동일한 작동을 하는 제2 적재장치(160)에 적재된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 인쇄회로기판 자동 검사장비는 조명장치가 측부에서 조사되더라도 하프미러에 의해 인쇄회로기판을 수직으로 비출 수 있기 때문에, 인쇄회로기판의 표면에 그늘진 영역이 감소됨으로써 종래기술에 비해 불량상태의 인쇄회로기판을 보다 효과적으로 검출할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 인쇄회로기판이 일렬로 불량검출수단의 카메라 이동범위 내로 통과됨으로써, 종래기술에 비해 불량상태의 인쇄회로기판을 보다 효과적으로 검출할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 이송수단의 상하부에 점성을 가진 롤러가 설치됨으로써, 이송되는 인쇄회로기판의 표면에 부착된 이물질을 검사단계 이전에 제거할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 인쇄회로기판 자동 검사장비에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

1. 다수 개의 롤러를 이용해 인쇄회로기판을 이송하는 이송수단과;

   상기 인쇄회로기판의 결함을 검출하도록 빛을 조사하는 조명장치와, 상기 인쇄회로기판의 영상을 촬영하는 카메라를 각각 구비한 불량검출수단을 포함하는 인쇄회로기판 자동 검사장비에 있어서,

   상기 불량검출수단의 전방에 위치하며, 상기 이송수단의 양 측부에 각각 설치되어, 상호 간격이 좁혀졌다가 넓어지도록 각각 거동되는 정렬 안내부재를 포함하고;

   상기 불량검출수단은 상기 인쇄회로기판과 상기 카메라 사이에서 일정 각도로 경사지게 설치되어, 상기 조명장치의 빛을 상기 인쇄회로기판에 수직되게 입사시키며, 빛이 일정량 투과되는 하프미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 자동 검사장비.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 조명장치는 상기 인쇄회로기판과 수평되게 빛이 조사되도록 상기 이송수단의 측부에 설치되며, 상기 하프미러는 상기 인쇄회로기판과 상기 카메라 사이의 수직선상과 45도 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 자동 검사장비.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 이송수단은 다수 개의 롤러 중 일부 가 점착성을 갖는 이물질 제거용 롤러로서, 상하부에 각각 위치하는 상기 이물질 제거용 롤러 사이로 상기 인쇄회로기판이 통과되게 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 자동 검사장비.

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