KR20090031081A - 엑스-레이 검사장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

엑스-레이(X-ray)를 이용하여 전자부품의 납땜부와 같은 검사대상 부위의 불량여부 검사하기 위한 엑스-레이 검사장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 엑스-레이 검사장치는 검사대상물을 지지하는 지지구를 구비하고, 검사대상물의 위치를 변화시키는 위치결정유닛; 검사대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 발생기; 및 엑스-레이 발생기가 검사대상물에 엑스-레이를 조사할 때 투영되는 영상을 검출하는 엑스-레이 디텍터;를 포함하며, 위치결정유닛은, 지지구를 동일수평면에 위치한 제1방향 및 제1방향에 수직인 제2방향으로 이동시키는 수평이동부, 및 수평이동부의 하부에 위치하고, 수평이동부를 회전시키는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
엑스-레이, 기판, 검사, 회전, 자동, 포커싱

Description

엑스-레이 검사장치 및 방법{X-ray inspecting apparatus and method thereof}
본 발명은 전기전자기기의 주요부품으로 내장되는 인쇄회로기판(Printed circuit board: PCB)의 반도체칩, 저항칩 등과 같은 전자부품의 검사장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엑스-레이(X-ray)를 이용하여 전자부품의 납땜부와 같은 검사대상 부위의 불량여부 검사하기 위한 엑스-레이 검사장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 가전제품이나 컴퓨터 등과 같은 전기전자제품의 주요부품으로 내장되는 인쇄회로기판(PCB)에는 반도체칩이나 저항칩과 같은 소형 전자부품이 납땜에 의해 실장된다.
따라서, 인쇄회로기판은 전기전자제품 세트에 내장되는 공정시 실장된 전자부품의 납땜상태에 대한 불량여부를 검사하는 과정을 거치게 된다. 이러한 인쇄회로기판의 전자부품의 납땜상태의 불량여부를 검사하기 위한 장치로는 엑스-레이(X-ray) 검사장치가 널리 사용되고 있다.
일반적으로, 엑스-레이 검사장치는 엑스-레이 차폐를 위한 공간을 형성하도 록 제작된 캐비넷의 내부에서 검사위치에 세팅되는 인쇄회로기판에 엑스-레이를 조사하고, 인쇄회로기판을 통해 투영된 영상을 엑스-레이 디텍터로 촬상한 다음, 엑스-레이 디텍터로부터 출력되는 영상정보를 통해 인쇄회로기판의 전자부품의 납땜부와 같은 검사대상 부위에 대한 불량여부를 판정하도록 구성된다.
하지만, 종래의 엑스-레이 검사장치는 통상 인쇄회로기판이 검사위치에 고정된 상태로 검사대상 납땜부의 납땜상태를 검사하기 때문에, 검사대상 납땜부를 다양한 방향 또는 위치와 각도로 촬상하기 어려우며, 이에 따라 검사 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 인쇄회로기판의 납땜부를 다양한 위치와 각도로 촬상할 수 있도록 하기 위한 수단으로, 촬상시 인쇄회로기판을 X 및 Y축방향으로 이동함과 함께 회전시키는 위치설정유닛을 구비하는 엑스-레이 검사장치가 제안 및 사용되고 있다. 이 엑스-레이 검사장치에서, 위치설정유닛은 X축 또는 Y축방향 이동부 상부에 설치되어 인쇄회로기판을 지지 및 회전시키고 X축 또는 Y축방향 이동부와 함께 이동하는 회전체를 구비한다. 따라서, 엑스-레이 검사장치는 촬상시 인쇄회로기판을 회전체로 회전시키거나 X축 및 Y축방향 이동부로 좌우로 이동시켜, 인쇄회로기판의 납땜부를 다양한 위치와 회전각도로 촬상할 수 있다. 그 결과, 인쇄회로기판의 검사대상 납땜부에 대해 다양한 형태의 영상을 취득할 수 있게 되어 검사정밀도가 향상된다.
그러나, 위와 같은 위치설정유닛을 구비하는 엑스-레이 검사장치는 회전체가 X축 및 Y축방향 이동부 상부에 설치되어 X축 및 Y축방향 이동부와 함께 이동하도록 구성되므로, 검사대상 납땜부가 비교적 큰 인쇄회로기판의 가장자리에 위치할 경우에는 검사대상 납땜부를 다양한 위치와 회전각도로 촬상하기가 어려운 문제점이 있다.
보다 상세히 설명하면, 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 검사대상 납땜부(4a)가 인쇄회로기판(4)의 주변 또는 가장자리에 위치하여 엑스-레이 발생기(3)와 엑스-레이 디텍터(4) 사이의 포커싱위치, 즉 모니터 등에서 디스플레이되는 영상(6)의 중심(O)과 회전체(도시하지 않음)의 회전중심에서 이격되어 있다고 가정하면, 도 2b에 도시한 바와 같이 검사대상 납땜부(4a)가 디스플레이되는 영상(6)의 중심(O)으로 이동된 영상정보를 얻기 위해서는 X 축 및 Y축방향 이동부(도시하지 않음)는 도 2a에 도시한 바와 같이 검사대상 납땜부(4a)가 영상(6)의 중심(O)과 이격된 거리만큼, 회전체에 지지된 인쇄회로기판(4)을 좌우로 이동시켜 검사대상 납땜부(4a)를 포커싱위치 위치에 위치시켜야 한다. 이때, 회전체는 X축 및 Y축방향 이동부의 상부에 설치되어 X축 및 Y축방향 이동부와 함께 이동하도록 구성되므로, 회전체의 회전중심도 같은 거리 만큼 이동하게 된다. 이 상태에서, 다른 회전각도로 취득된 영상정보를 비교하여 검사대상 납땜부(4a)의 불량여부를 판별하고자 한다면, 인쇄회로기판(4)은 회전체에 의해 회전된다. 이때, 회전체의 회전중심이 디스플레이되는 영상(6)의 중심(O)에 위치한 검사대상 납땜부(4a)에서부터 이격되어 위치하므로, 인쇄회로기판(4)이 회전체에 의해 회전하여 검사대상 납땜부(4a)가 모니터의 영상으로 디스플레이되는 결상범위 밖으로 벗어나게 되면, 검사대상 납땜부(4a)는 영상(6)에 나타나지 않게 된다. 그러므로, 이 상태에서 검사대상 납땜 부(4a)의 영상정보를 얻기 위해서는 인쇄회로기판(4)의 회전된 각도에 따라 이동된 검사대상 납땜부(4a)의 위치에 맞춰서 위에서 설명한 바와 같이 검사대상 납땜부(4a)가 영상(6)의 중심(O)과 이격된 거리만큼 인쇄회로기판(4)을 좌우로 이동시켜 검사대상 납땜부(4a)를 포커싱위치에 위치시키는 위치조정 동작을 추가로 수행해야 한다.
이러한 위치조정 동작은 인쇄회로기판(4)의 회전된 각도에 따라 이동된 검사대상 납땜부(4a)의 위치에 맞춰서 검사대상 납땜부(4)를 좌우로 이동시켜야 하므로, 검사대상 납땜부(4a)를 정확하게 영상(6)의 중심(O)에 맞추기 어렵다. 따라서, 검사 효율성 및 검사 정밀도가 저하된다.
인쇄회로기판을 다양한 위치와 각도로 촬상할 수 있도록 하는 또 다른 엑스-레이 검사장치의 예로써, 엑스-레이 디텍터가 인쇄회로기판의 검사대상 납땜부에 대해 소정 각도 경사진 복수의 입사각을 가지도록 엑스-레이 디텍터의 위치를 가변시킬 수 있는 가변유닛을 구비한 엑스-레이 검사장치가 본 출원인의 국내 특허공개 2006-27507호에 개시되어 있다. 이러한 엑스-레이 검사장치는 엑스-레이 디텍터의 위치를 변화시킬 수 있으므로, 인쇄회로기판의 검사대상 납땜부에 대해 다양한 각도의 영상을 취득할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 위와 같은 가변유닛을 구비한 엑스-레이 검사장치는, 위에서 설명한 위치설정유닛을 구비하는 엑스-레이 검사장치와 같이 회전체가 X축 및 Y축방향 이동부의 상부에 설치되어 X축 및 Y축방향 이동부와 함께 이동하도록 구성된 위치결정유닛을 구비하므로, 검사대상 납땜부가 비교적 큰 인쇄회로기판의 가장자리에 위 치할 경우, 다른 회전각도로 취득된 검사대상 납땜부의 영상정보를 얻기 위해서는 인쇄회로기판의 회전된 각도에 따라 이동된 검사대상 납땜부의 위치에 맞춰서 인쇄회로기판을 좌우로 이동시키는 위치조정 동작을 수행해야 하는 문제점은 여전히 해결되지 않고 남아있다.
또한, 엑스-레이 디텍터의 위치가 변화할 때 인쇄회로기판의 검사대상 납땜부가 포커싱위치에 위치하여 엑스-레이 디텍터에 의해 모니터에 디스플레이되는 영상의 중심으로 촬상되기 위해서는 인쇄회로기판의 검사대상 납땜부 역시 포커싱위치에 맞춰서 엑스-레이 디텍터의 이동거리 만큼 이동해야한다. 이때, 다른 회전각도로 취득된 검사대상 납땜부의 영상정보를 얻기 위해 인쇄회로기판의 가장자리에 위치한 검사대상 납땜부가 회전된다면, 엑스-레이 디텍터의 위치변화 뿐 아니라 인쇄회로기판의 회전된 각도에 따라 이동된 검사대상 납땜부의 위치에 맞춰서 인쇄회로기판을 좌우로 이동시켜 검사대상 납땜부를 포커싱위치에 위치시키는 위치조정 동작을 수행해야 한다. 이러한 위치조정 동작은 정확하게 수행하기 어려울 뿐 아니라 영상의 흔들림을 발생하기 쉽다. 그 결과, 검사 효율성 및 검사 정밀도가 저하된다.
[문헌] 국내 특허공개 2006-27507호 2006.3.28
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기전자기기의 주요부품으로 내장되는 인쇄회로기 판의 반도체칩, 저항칩 등과 같은 전자부품의 불량여부 검사의 정밀도 및 효율성을 향상시킬 수 있는 엑스-레이 검사장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시양태에 따른 엑스-레이 검사장치는 검사대상물을 지지하는 지지구를 구비하고, 검사대상물의 위치를 변화시키는 위치결정유닛; 검사대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 발생기; 및 엑스-레이 발생기가 검사대상물에 엑스-레이를 조사할 때 투영되는 영상을 검출하는 엑스-레이 디텍터;를 포함하며, 위치결정유닛은, 지지구를 동일수평면에 위치한 제1방향과 제1방향에 수직인 제2방향으로 이동시키는 수평이동부, 및 수평이동부의 하부에 위치하고, 수평이동부를 회전시키는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 수평이동부는 지지구를 제1방향으로 이동시키는 제1방향 이동부재, 및 제1방향 이동부재의 하부에 배치되고, 제1방향 이동부재를 제2방향으로 이동시키는 제2방향 이동부재를 포함할 수 있다.
이때, 제1방향 이동부재는, 내부에 지지구를 고정하고, 하면의 제1방향의 양측 가장자리에 제1방향 가이드홈을 형성한 제1방향 이동체, 제1방향 이동체의 제1방향의 양측 가장자리의 하부에 배치되고, 상면의 제1방향의 양측가장자리에 제1방향 이동체의 제1방향 가이드홈에 대응하는 제1방향 가이드돌출부를 구비하는 제1방향 가이드레일, 제1방향 가이드레일의 일측에 설치된 제1방향 구동모터, 및 제1방향 구동모터의 구동축에 연결되고, 제1방향 이동체의 일측에 설치된 제1나사홀 보 스의 제1나사홀에 맞물리는 제1나사봉을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 제1방향 이동체는 내부에 지지구를 고정하는 공간을 구비하는 사각형 형태의 프레임일 수 있다. 또, 지지구는 지지판으로 구성될 수 있다. 제1방향 이동체를 제1방향으로 안정적으로 이동시키기 위해, 제1방향 가이드레일의 일측의 양단쪽에는 제1나사봉을 수용 및 지지하는 제1지지베어링을 구비하는 제1지지브라켓이 설치될 수 있다. 이때, 제1지지브라켓은 제1방향 이동체가 제1방향으로 소정범위 이상 이동할 때 제1나사홀 보스가 제1지지브라켓과 접촉하여 제1나사홀 보스가 제1나사봉에서 빠져서 이탈하는 것을 방지하도록 제1방향 이동체의 제1나사홀 보스의 양측에 배치된 것이 바람직하다.
제2방향 이동부재는 제1방향 가이드레일의 하부 양측에서 제1방향 가이드레일을 제2방향으로 지지 및 연결하고, 상면에 제1방향 가이드레일의 하면 양측에 형성된 제2방향 가이드홈에 대응하는 제2방향 가이드돌출부를 구비하는 제2방향 가이드레일, 제2방향 가이드레일의 일측에 설치된 제2방향 구동모터, 및 제2방향 구동모터의 구동축에 연결되고, 제1방향 가이드레일에 설치된 제2나사홀 보스의 제2나사홀에 맞물리는 제2나사봉을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 제1방향 가이드레일을 제2방향으로 안정적으로 이동시키기 위해, 제2방향 가이드레일의 일측의 양쪽에는 제2나사봉을 수용 및 지지하는 제2지지베어링을 구비하는 제2지지브라켓이 설치될 수 있다. 이때, 제2지지브라켓은 제1방향 가이드레일이 제2방향으로 소정범위 이상 이동할 때 제2나사홀 보스가 제2지지브라켓과 접촉하여 제2나사홀 보스가 제2나사봉에서 빠져서 이탈하는 것을 방지하도록 제1방향 가이드레일의 제2나사홀 보 스의 양측에 배치된 것이 바람직하다.
회전부는, 제2방향 가이드레일의 하부에서 제2방향 가이드레일을 지지 및 연결하고, 내주면에는 치차를 형성하고 하면에는 환형 가이드홈을 형성한 회전체, 회전체의 하부에 배치되고, 환형 가이드홈에 대응하는 환형 돌출부를 구비한 회전 가이드, 및 회전 가이드에 설치되고, 회전체의 치차와 맞물리는 구동기어와 연결된 구동축을 구비하는 회전 구동모터를 구비할 수 있다.
위치결정유닛은 지지구를 제1 및 제2방향과 수직인 제3방향으로 이동시키는 수직이동부를 더 포함할 수 있다. 이때, 수직이동부는 회전부의 회전 가이드의 하부에 수직으로 연결된 제3방향 이동체, 제3방향 이동체에 대향하게 수직으로 설치된 고정부 또는 제4방향 이동체에 고정된 제3방향 구동모터, 및 제3방향 구동모터의 구동축에 연결되고, 제3방향 이동체의 일면에 설치된 제3나사홀 보스의 제3나사홀에 맞물리는 제3나사봉을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 제3방향 이동체를 제3방향으로 안정적으로 이동시키키 위해, 제3방향 이동체의 일면의 제3방향의 양측 가장자리에는 제3가이드홈이 형성되고, 제3가이드홈에 대향하는 고정부 또는 제4방향이동체의 일면의 양측 가장자리에는 제3가이드돌출부가 형성될 수 있다. 또, 고정부 또는 제4방향 이동체의 일면의 상하부에는 제3나사봉을 수용 및 지지하는 제3지지베어링을 구비하는 제3지지브라켓이 설치될 수 있다. 이때, 제3지지브라켓은 제3방향 이동체가 제3방향으로 소정범위 이상 이동할 때 제3나사홀 보스가 제3지지브라켓과 접촉하여 제3나사홀 보스가 제3나사봉에서 빠져서 이탈하는 것을 방지하도록 제3방향 이동체의 제3나사홀 보스의 상하 양측에 배치된 것이 바람직하다.
선택적으로, 엑스-레이 디텍터는 검사대상물의 임의의 좌표점에 대해 복수의 입사각을 가지도록 가변유닛에 의해 지지되어 가변이동 가능하게 설치될 수 있다.
이 경우, 위치결정유닛은 수평이동부, 회전부, 및 수직이동부 중 적어도 두 개를 엑스-레이 디텍터가 가변 이동되는 제4방향으로 이동시키는 자동 포커싱 및 트레이싱(Automatic focusing-tracing: AFT)부를 더 포함할 수 있다. 자동 포커싱 및 트레이싱부는 수직이동부의 제3방향 이동체와 대향하게 수직으로 설치된 제4방향 이동체, 제4방향 이동체의 하부에 설치된 지지부, 지지부에 고정된 제4방향 구동모터, 및 제4방향 구동모터의 구동축에 연결되고, 제4방향 이동체의 하부에 설치된 제4나사홀 보스의 제4나사홀에 맞물리는 제4나사봉을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 제4방향 이동체를 제4방향으로 안정적으로 이동시키키 위해, 제4방향 이동체의 하면의 제4방향의 양측 가장자리에는 제4가이드홈이 형성되고, 제4가이드홈에 대향하는 지지부의 상면의 양측 가장자리에는 제4가이드돌출부가 형성될 수 있다. 또, 지지부의 상면의 양쪽에는 제4나사봉을 수용 및 지지하는 제4지지베어링을 구비하는 제4지지브라켓이 설치될 수 있다. 이때, 제4지지브라켓은 제4방향 이동체가 제4방향으로 소정범위 이상 이동할 때 제4나사홀 보스가 제4지지브라켓과 접촉하여 제4나사홀 보스가 제4나사봉에서 빠져서 이탈하는 것을 방지하도록 제4방향 이동체의 제4나사홀 보스의 양측에 배치된 것이 바람직하다.
양호한 실시예에 있어서, 검사대상물은 인쇄회로기판이고, 제1, 제2, 제3 및 제4방향은 각각 Y축, X축, Z축 및 Y축 방향일 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에 따른 엑스-레이 검사방법은, 검사대상물에 엑스- 레이를 조사하여 검사대상물의 불량여부를 검사하는 엑스-레이 검사방법에 있어서, 검사대상물의 임의 좌표점이 위치결정유닛의 회전중심 및 포커싱위치에 위치하도록 검사대상물을 이동시키는 단계; 이동된 검사대상물의 임의 좌표점을 위치결정유닛의 회전중심에 관해 적어도 한 개 이상의 회전각도로 회전시키는 단계; 및 회전된 검사대상물에 엑스-레이를 조사하여 투영된 영상정보를 디스플레이시켜 검사대상물의 불량여부를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 검사대상물을 이동시키는 단계는 검사대상물을 제1방향 및 제1방향에 직각인 제2방향으로 이동시키는 단계, 및 검사대상물을 제1 및 제2방향에 직각인 제3방향으로 이동시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 엑스-레이 검사방법은, 엑스-레이 디텍터가 검사대상물의 임의 좌표점에 대해 적어도 한 개 이상의 입사각을 취하도록 엑스-레이 디텍터를 이동시킴과 함께 검사대상물을 엑스-레이 디텍터의 이동방향과 동일한 방향으로 이동시키는 단계; 및 이동된 검사대상물에 엑스-레이를 조사하여 투영된 영상정보를 디스플레이시켜 검사대상물의 불량여부를 검사하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 엑스-레이 검사장치 및 방법은 회전부가 수평이동부의 제1 및 제2방향 이동부재, 즉 Y축 및 X축방향 이동부재 아래에 위치하여 Y축 및 X축 방향 이동부재를 회전시키도록 구성된다. 따라서, 검사대상물의 임의 좌표점, 즉 인쇄회로기판의 전자부품의 납땜부과 같은 불량여부를 검사할 검사대상 부위가 비교적 큰 전자부품, 예를들면, 인쇄회로기판의 주변 또는 가장자리에 위치하더라도, 검사대상 부위를 Y축 및 X축 방향 이동부재에 의해 회전부의 회전중심 및 디스플레이부에 의해 디스플레이되는 엑스-레이 발생기와 엑스-레이 디텍터 사이의 포커싱위치에 위치시킨 후 인쇄회로기판을 회전시키면 간단히 회전된 검사대상 부위의 영상정보를 얻을 수 있다. 그러므로, 다른 회전각도로 취득된 검사대상 부위의 영상정보를 얻기 위해, 종래의 엑스-레이 검사장치에서와 같이 인쇄회로기판이 회전될 때 인쇄회로기판의 회전된 각도에 따라 이동된 검사대상 부위의 위치에 맞춰서 인쇄회로기판을 좌우로 이동시켜 검사대상 부위를 포커싱위치에 위치시키는 위치조정 동작을 추가로 수행해야 할 필요가 없게 된다. 그 결과, 인쇄회로기판의 전자부품의 납땜부와 같은 검사대상 부위의 불량여부 검사의 정밀도 및 효율성이 향상된다.
또한, 본 발명에 따른 엑스-레이 검사장치 및 방법은 수평이동부, 회전부 및 수직이동부를 엑스-레이 디텍터의 가변이동 방향과 동일한 방향으로 이동할 수 있는 자동 포커싱 및 트레이싱부를 사용한다. 따라서, 엑스-레이 디텍터의 위치가 가변되더라도, 수평이동부의 제1 및 제2방향 이동부재 및 수직이동부에 의해 회전부의 회전중심 및 엑스-레이 발생기와 엑스-레이 디텍터 사이의 포커싱위치에 위치된 검사대상 부위가, 엑스-레이 디텍터의 가변이동에 따라 디스플레이부에 의해 디스플레이될 수 있는 결상범위를 벗어남이 없이, 자동 포커싱 및 트레이싱부에 의해 포커싱위치로 유지된다. 이에 따라, 다른 회전각도로 취득된 검사대상 납땜부의 영상정보를 얻기 위해 인쇄회로기판이 회전되더라도, 종래의 엑스-레이 검사장치에서와 같이 엑스-레이 디텍터의 가변위치 뿐 아니라 인쇄회로기판의 회전된 각도에 따라 이동된 검사대상 부위의 위치에 맞춰서 인쇄회로기판을 좌우로 이동시켜 검사대 상 부위를 포커싱위치에 위치시키는 위치조정 동작을 수행해야 할 필요가 없게 된다. 그 결과, 인쇄회로기판의 전자부품의 납땜부와 같은 검사대상 부위의 불량여부 검사의 정밀도 및 효율성이 향상된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 엑스-레이 검사장치 및 방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엑스-레이 검사장치(100)를 도시하는 개념도이고, 도 4 내지 도 6은 도 1에 도시한 엑스-레이 검사장치(100)의 위치결정유닛(111)의 사시도, 측면도 및 정면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 엑스-레이 검사장치(100)는 캐비넷(101), 위치결정유닛(111), 엑스-레이 발생기(103), 엑스-레이 디텍터(105), 콘트롤러(107), 및 디스플레이부(109)를 구비한다.
캐비넷(101)은 엑스-레이 차폐하도록 예를들면 납(Pb)으로 이루어진 장방형 형태의 쳄버(102)로 구성된다.
위치결정유닛(111)은 엑스-레이 디텍터(105)가 다양한 형태의 입체영상을 촬상할 수 있도록 검사대상물, 예를들면 도시되지 않은 컨베이어 벨트와 같은 이송수단에 의해 캐비넷(101) 내부로 공급되는 인쇄회로기판(104)의 위치를 변화시키기 위한 것으로, 캐비넷(101)의 쳄버(102)내에 배치된다.
도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 위치결정유닛(111)은 수평이동부(113)와 회전부(115)를 구비한다.
수평이동부(113)는 인쇄회로기판(104)의 수평위치를 결정하도록 인쇄회로기판(104)을 제1 및 제2방향, 예를들면, Y축 및 X축방향(도면의 Y 및 X방향)으로 이동시키는 것으로, 인쇄회로기판(104)을 검사위치에 지지하는 지지구(117; 도 6)를 Y축방향으로 이동시키는 Y축방향 이동부재(119), 및 Y축방향 이동부재(119)를 X축방향으로 이동시키는 X축방향 이동부재(121)로 구성된다. 여기서. 지지구(117)는 엑스-레이 디텍터(105)에 의해 영상이 촬상되지 않도록 엑스-레이 발생기(103)로부터 조사된 엑스-레이를 투과할 수 있는 재료로 형성된 지지판인 것이 바람직하다.
Y축방향 이동부재(119)는 내측에 지지구(117)을 고정하는 공간을 구비하는 사각형 형태의 프레임으로 형성된 Y축방향 이동체(123)를 구비한다. 도 6에 도시된 바와 같이, Y축방향 이동체(123)는 Y축방향의 양측 가장자리의 하면에 Y축방향 가이드홈(123a, 123b)을 형성하고 있다. Y축방향 이동체(123)의 Y축방향의 양측 가장자리의 하부에는 Y축방향 가이드레일(125a, 125b)이 배치된다. Y축방향 가이드레일(125a, 125b)은 각각 상면에 Y축방향 가이드홈(123a, 123b)에 대응하는 Y방향 가이드돌출부(126a, 126b)를 구비한다. Y축방향 가이드레일(125a, 125b) 중 하나(125a)의 바깥측에는 Y축방향 구동모터(128)가 고정된 제1고정 브라켓(129)이 고정 설치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1나사봉(131)은 Y축방향 구동모터(128)의 구동축에 연결되고, Y축방향 이동체(123)의 일측 바깥쪽에 설치된 제1나사홀 보스(133)의 제1나사홀(133a)에 맞물리도록 설치된다. 따라서, Y축방향 구동모터(128)가 정방향 또는 역방향으로 회전할 때, 제1나사봉(131)은 제1나사홀 보스(133)의 제1나사홀(133a)내에서 회전하게 되고, 이에 따라, 제1나사홀 보스(133) 를 고정한 Y축방향 이동체(123)는 제1나사봉(131)을 따라 Y축방향으로 이동하게 된다. Y축방향 이동체(123)의 이동시 Y축방향 이동체(123)를 Y축방향으로 안정적으로 이동시키기 위해, (125a, 125b) 중 하나(125a)의 바깥측의 양단쪽에는 제1나사봉(131)을 수용 및 지지하는 제1지지베어링(도시하지 않음)을 구비하는 제1지지브라켓(135a, 135b)이 설치된다. 제1지지브라켓(135a, 135b)은 Y축방향 이동체(123)의 제1나사홀 보스(133)의 양측에 배치되므로, Y축방향 이동체(123)가 Y축방향으로 소정범위 이상 이동할 때 Y축방향 이동체(123)의 제1나사홀 보스(133)가 제1지지브라켓(135a, 135b)과 접촉하여 제1나사홀 보스(133)가 제1나사봉(131)으로부터 빠져서 이탈되는 것이 방지된다.
X축방향 이동부재(121)는 Y축방향 이동부재(119)의 하부에 배치되고, 인쇄회로기판(103), 즉 인쇄회로기판(103)을 검사위치에 지지하는 지지구(117)를 X축방향으로 이동시키도록 Y축방향 이동부재(119)를 X축방향으로 이동시킨다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, X축방향 이동부재(113)는 Y축방향 가이드레일(125a, 125b) 하부 양측에서 Y축방향 가이드레일(125a, 125b)을 X축방향으로 지지 및 연결하는 X축방향 가이드레일(139a, 139b)을 구비한다. Y축방향 가이드레일(125a, 125b)은 각각 하면 양측에 X축방향 가이드홈(137a, 137b)을 형성하고 있다. X축방향 가이드레일(139a, 139b)은 각각 상면에 X축방향 가이드홈(137a, 137b)에 대응하는 X축방향 가이드돌출부(141a, 141b)를 구비한다. X축방향 가이드레일(139a, 139b) 중 하나(139a)의 바깥쪽 일측에는 X축방향 구동모터(143)가 고정된 제2고정 브라켓(145)이 설치된다. 제2나사봉(147)은 X축방향 구동모터(143)의 구동 축에 연결되고, X축방향 가이드레일(139a)의 일측 바깥에서 Y축방향 가이드레일(125b)에 설치된 제2나사홀 보스(149)의 제2나사홀(도시하지 않음)에 맞물려있다. 따라서, X축방향 구동모터(143)가 정방향 또는 역방향으로 회전할 때, 제1나사봉(131)과 마찬가지로, 제2나사봉(147)은 제2나사홀 보스(149)의 제2나사홀내에서 회전하게 되고, 이에 따라, 도 6에 도시한 바와 같이, 제2나사홀 보스(149)를 고정한 Y축방향 가이드레일(125b)은 Y축방향 가이드홈(123a, 123b) 및 Y방향 가이드돌출부(126a, 126b)를 통해 차례로 연결된 Y축방향 이동체(123) 및 Y축방향 가이드레일(125a)와 함께 제2나사봉(147)을 따라 X축방향으로 이동하게 된다. Y축방향 가이드레일(125a, 125b)를 X축방향으로 안정적으로 이동시키기 위해, X축방향 가이드레일(139a)의 일측 바깥쪽의 양측에는 제2나사봉(147)을 수용 및 지지하는 제2지지베어링(도시하지 않음)을 구비하는 제2지지브라켓(151a, 151b)이 설치된다. 제2지지브라켓(151a, 151b)은 Y축방향 가이드레일(125b)의 제2나사홀 보스(149)의 양측에 배치되므로, Y축방향 가이드레일(125b) 및 그와 연결된 Y축방향 이동체(123)가 X축방향으로 소정범위 이상 이동할 때 Y축방향 가이드레일(125b)의 제2나사홀 보스(149)가 제2지지브라켓(151a, 151b)과 접촉하여 제2나사홀 보스(149)가 제2나사봉(147)으로부터 빠져서 이탈되는 것이 방지된다.
회전부(115)는 수평이동부(113)의 Y축 및 X축방향 이동부재(119, 121)를 회전시키기 위한 것으로, X축방향 이동부재(121)의 X축방향 가이드레일(139a, 139b)의 하부에 배치된다.
회전부(115)는 X축방향 가이드레일(139a, 139b)의 하부에서 X축방향 가이드 레일(139a, 139b)을 지지 및 연결하는 사각판형 회전체(153)를 구비한다. 회전체(153)는 중앙 내주면에는 치차(153a)를 형성하고, 하면에는 환형 가이드홈(153b)을 형성하고 있다. 회전체(153)의 하부에는 회전 가이드(155)가 배치된다. 회전 가이드(155)는 상면에 환형 가이드홈(153b)에 대응하는 환형 돌출부(155a)를 구비한다. 회전 구동모터(157)는 회전 가이드(155)에 고정된 제3고정 브라켓(159)에 고정 설치되고, 회전체(153)의 치차(153a)와 맞물리는 구동기어(157a)와 연결된 구동축을 구비한다.
따라서, 회전 구동모터(157)가 정방향 또는 역방향으로 회전될 때, 치차(153a)와 맞물린 구동기어(157a)은 회전체(153)를 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전시키고, 이에 따라, 회전체(153) 위에 설치된 X축 및 Y축방향 이동부재(119, 121)는 상응하는 방향으로 회전된다.
이와 같이 회전부(115)가 수평 이동부(113)의 Y축 및 X축 방향 이동부재(119, 121) 아래에 위치하여 Y축 및 X축 방향 이동부재(119, 121)를 회전시키도록 구성되므로, 전자부품의 납땜부와 같은 검사대상 부위가 비교적 큰 인쇄회로기판(104)의 주변 또는 가장자리에 위치하더라도, 검사대상 부위를 Y축 및 X축 방향 이동부재(119, 121)에 의해 엑스-레이 발생기(103)와 엑스-레이 디텍터 사이(105)의 포커싱위치 및 회전부(115)의 회전중심(즉, 회전체(153)의 중심)에 위치시킨 후 인쇄회로기판(104)을 회전시키면, 간단히 디스플레이부(109)의 디스플레이범위에서 이탈하지 않는 여러 회전각도의 검사대상 부위의 영상정보를 얻을 수 있다. 그러므로, 여러 각도로 회전된 검사대상 부위의 영상정보를 얻기 위해, 종래의 엑스-레이 검사장치에서와 같이 인쇄회로기판(104)이 회전될 때 인쇄회로기판(104)의 회전각도에 맞춰서 인쇄회로기판(104)을 좌우로 이동시키는 위치조정 동작을 추가로 수행해야 할 필요가 없으며, 그에 따라 검사 효율성 및 검사 정밀도가 향상될 수 있다.
수평이동부(113)와 회전부(115)를 제1 및 제2방향인 Y축 및 X축 방향과 수직인 제3방향, 즉 Z방향(도면의 화살표 Z)으로 이동시키기 위해, 위치결정유닛(111)은 수직이동부(160)를 더 포함한다. 수직이동부(160)는 회전부(115)의 회전 가이드(155)의 하부에 수직으로 배치된 ㄷ자 형태의 Z축방향 이동체(161)를 구비한다. 도 5에 도시한 바와 같이, Z축방향 이동체(161)의 후방에서 Z축방향 이동체(161)에 대향하게 수직으로 설치된 후술하는 자동 포커싱 및 트레이싱부(170)의 Yaft축방향 이동체(171)의 전면 하부에는 Z축방향 구동모터(163)가 고정되는 제4 고정브라켓(164)가 설치된다. 제3나사봉(165)은 Z축방향 구동모터(163)의 구동축에 연결되고, Z축방향 이동체(161)의 후면에 설치된 제3나사홀 보스(166)의 제3나사홀(도시하지 않음)에 맞물려 있다. 따라서, Z축방향 구동모터(163)가 정방향 또는 역방향으로 회전할 때, 제3나사봉(165)은 제3나사홀 보스(166)의 제3나사홀내에서 회전하게 되고, 이에 따라, 제3나사홀 보스(166)를 고정한 Z축방향 이동체(161)는 상부에 X축 및 Y축방향 이동부재(119, 121)를 설치한 회전체(153)와 함께 제3나사봉(165)을 따라 Z축방향으로 이동하게 된다.
Z축방향 이동체(161)를 Z축방향으로 안정적으로 이동시키키 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, Z축방향 이동체(161)의 후면의 양측에는 제3가이드홈(167a, 167b) 이 형성되고, 제3가이드홈(167a, 167b)에 대향하는 Yaft축방향 이동체(171)의 전면의 양측 가장자리에는 제3가이드돌출부(168a, 168b)가 형성된다. 또, Z축방향 이동체(161)의 제3나사홀 보스(166)의 상하 양측에서 Yaft축방향 이동체(171)의 전면에는 제3나사봉(165)을 수용 및 지지하는 제3지지베어링(도시하지 않음)을 구비하는 제3지지브라켓(169a, 169b)이 설치된다. 제3지지브라켓(169a, 169b)은 Z축방향 이동체(161)의 제3나사홀 보스(166)의 상하 양측에 배치되므로, Z축방향 이동체(161)가 Z축방향으로 소정범위 이상 이동할 때 Z축방향 이동체(161)의 제3나사홀 보스(166)가 제3지지브라켓(169a, 169b)과 접촉하여 제3나사홀 보스(166)가 제3나사봉(165)으로부터 빠져서 이탈되는 것이 방지된다.
다시 도 3을 참조하면, 엑스-레이 발생기(103)는 지지구(117)에 지지된 인쇄회로기판(104)에 엑스-레이를 조사하여 투영 영상을 만드는 것으로, 캐비넷(101)의 쳄버(102)의 바닥 위에서 Z축방향 이동체(161)의 중앙 공간에 배치된다. 엑스-레이 발생기(103)는 고전압발생장치(도시하지 않음), 및 고전압발생장치와 연결된 엑스-레이 튜브(X-ray tube)로 구성될 수 있다.
엑스-레이 디텍터(105)는 엑스-레이 발생기(103)가 인쇄회로기판(104)에 엑스-레이를 조사할 때 투영되는 영상을 촬상하여 영상신호로 출력하는 것으로, 위치결정유닛(111)의 지지구(117) 위쪽에서 케비넷(101)의 상부벽에 설치된다. 엑스-레이 디텍터(105)는 영상증배관(image intensofier) 또는 평판 디텍터(flat panel detector)로 구성될 수 있다.
또한, 엑스-레이 디텍터(105)는 검사대상물의 임의의 좌표점, 즉 인쇄회로기판(104)의 전자부품의 납땜부와 같은 검사대상 부위에 대해 복수의 입사각을 가지도록 가변유닛(180)에 의해 지지되어 제4방향, 예를들면 Y축방향과 동일한 Yaft축방향으로 가변이동 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 가변유닛(180)의 구성과 동작은 엑스-레이 디텍터(105)를 반아치형 궤적을 형성하도록 이동시킨다는 점만 다를 뿐 본 출원인의 국내 특허공개 2006-27507호에 기재된 것과 거의 유사하다. 즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 가변유닛(160)은 캐비넷(101)의 쳄버(102)내에 부상된 형태로 위치하도록 설치된 플레이트형 프레임(181), 및 엑스-레이 디텍터(105)를 지지하여 플레이트형 프레임(181)상을 이동하도록 설치된 홀더브라켓(184)을 포함하여 구성된다. 판형 프레임(181)에는 원호형 가이드레일(182)과 원호형 랙(183)이 설치되어 있으며, 홀더브라켓(184)은 원호형 가이드레일(182)과 원호형 랙(183)을 따라 이동 가능한 상태로 설치된다. 원호형 가이드레일(182)과 원호형 랙(183)은 검사위치에 세팅된 인쇄회로기판(104)을 지나는 가상의 수직면에 접하여 반아치형 궤적을 가지도록 설치될 수 있다. 홀더브라켓(184)의 전면부에는 엑스-레이 디텍터(105)를 지지하는 홀더(185)와 후술하는 피니언(미도시)의 구동을 위한 구동모터(187)가 설치된다. 피니언은 예컨대, 스퍼기어(spur gear)가 사용될 수 있다. 그리고, 홀더브라켓(184)의 후면부에는 원호형 가이드레일(181)을 따라 이동하도록 결합되는 슬라이드 가이드(184a)와, 구동모터(187)의 출력축단에 마련된 피니언(미도시)이 원호형 랙(183)을 따라 이동하도록 설치된다. 따라서, 이와 같은 가변유 닛(180)의 구성에 따라, 엑스-레이 디텍터(105)는 세팅된 인쇄회로기판(104)을 지나는 수직면을 따라 반아치형 궤적을 형성하면서 Yaft축방향으로 이동할 수 있다.
이와 같이 엑스-레이 디텍터(105)가 가변유닛(180)에 의해 Yaft축방향으로 반아치형 궤적을 형성하면서 가변이동할 수 있게 구성되면, 엑스-레이 디텍터(105)의 위치가 Yaft축방향으로 가변될 때, 수평이동부(113)의 Y축 및 X축방향 이동부재(119, 121)에 의해 엑스-레이 발생기(103)와 엑스-레이 디텍터(105) 사이의 포커싱위치 및 회전부(115)의 회전중심에 위치된 인쇄회로기판(104)의 전자부품의 납땜부와 같은 검사대상 부위가 엑스-레이 디텍터(105)의 가변이동 위치에 따라 디스플레이부(109)의 결상범위 및/또는 포커싱위치에서 벗어날 수 있다. 이때, 회전부(115)가 수평이동부(113) 아래에 위치하기 때문에, 검사대상 부위가 결상범위 및/또는 포커싱위치에 유지되도록 하기 위해 수평이동부(113)의 Y축방향 이동부재(119)를 통해 인쇄회로기판(104)의 검사대상 부위가 Y축방향으로 이동하도록 조정하게 되면, 검사대상 부위가 회전부(115)의 회전중심에서 벗어나므로, 종래의 엑스-레이 검사장치에서와 같이 인쇄회로기판(104)이 회전될 때 인쇄회로기판(104)의 회전각도에 맞춰서 인쇄회로기판(104)을 좌우로 이동시키는 추가 위치조정 동작이 필요하게 되는 문제가 발생한다.
따라서, 엑스-레이 디텍터(105)의 위치가 가변될 때 검사대상 부위가 회전부(115)의 회전중심에서 벗어나지 않고 검사대상 부위가 결상범위 및/또는 포커싱위치에 유지되도록 하기 위해서는 최소한 수평이동부(113)와 회전부(115) 모두를 엑스-레이 디텍터(105)의 이동에 맞추어 이동시켜야 한다.
이를 위해, 본 발명의 엑스-레이 검사장치(100)의 위치결정유닛(111)은 수평이동부(113)와 회전부(115)을 엑스-레이 디텍터(105)가 가변유닛(180)에 의해 가변이동되는 Yaft축방향으로 이동시키는 자동 포커싱 및 트레이싱부(170)를 더 포함한다.
도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 자동 포커싱 및 트레이싱부(170)는 수직이동부(160)의 Z축방향 이동체(161)와 대향하게 수직으로 설치된 ㄷ자 형태의 Yaft축방향 이동체(171)를 구비한다. Yaft축방향 이동체(171)의 하부에는 Yaft축방향 이동체(171)를 케비넷(101)의 바닥에 지지하는 지지부(173)가 설치된다. 지지부(173)의 전방 중앙에 설치된 제5지지 브라켓(175)에는 Yaft축방향 구동모터(176)가 고정된다. 제4나사봉(177)은 Yaft축방향 구동모터(176)의 구동축에 연결되고, Yaft축방향 이동체(171)의 하부에 고정 설치된 제4나사홀 보스(178)의 제4나사홀(도시하지 않음)을 관통하여 맞물려 있다. 따라서, Yaft축방향 구동모터(176)가 정방향 또는 역방향으로 회전할 때, 제4나사봉(177)은 제4나사홀 보스(178)의 제4나사홀내에서 회전하게 되고, 이에 따라, 제4나사홀 보스(178)를 고정한 Yaft축방향 이동체(171)는 상부에 X축 및 Y축방향 이동부재(119, 121)를 설치한 회전체(153)를 고정한 Z축방향 이동체(161)와 함께 제4나사봉(177)을 따라 Yaft축방향으로 이동하게 된다. 그 결과, 인쇄회로기판(104)의 검사대상 부위는 가변유닛(180)에 의한 엑스- 레이 디텍터(105)의 위치이동에 대응하여 결상범위 및/또는 포커싱위치를 벗어나지 않고 결상범위 및/또는 포커싱위치에 유지될 수 있다.
이때, Yaft축방향 이동체(171)를 Yaft축방향으로 안정적으로 이동시키키 위해, 도 6에 도시한 바와 같이, Yaft축방향 이동체(171)의 하면의 양측 가장자리에는 제4가이드홈부(179a, 179b)가 형성되고, 제4가이드홈부(179a, 179b)에 대향하는 지지부(173)의 상면의 양측 가장자리에는 제4가이드돌출부(191a, 191b)가 형성된다. 또, 지지부(173)의 상면의 전후측에는 제4나사봉(177)을 수용 및 지지하는 제4지지베어링(도시하지 않음)을 구비하는 제4지지브라켓(192a, 192b)이 설치된다. 제4지지브라켓(192a, 192b)은 Yaft축방향 이동체(171)의 제4나사홀 보스(178)의 전후 양측에 설치되므로, Yaft축방향 이동체(171)가 Yaft축방향으로 소정범위 이상 이동할 때 제4나사홀 보스(178)는 제3지지브라켓(192a, 192b)과 접촉하여 제4나사봉(177)로부터 빠져서 이탈되는 것이 방지된다.
다시, 도 3을 참조하면, 콘트롤러(107)는 위치결정유닛(111)의 구동모터(128, 143, 157, 163, 176), 엑스-레이 발생기(103), 및 엑스-레이 디텍터(105)의 동작을 제어하는 것으로, 입력수단을 통해 입력된 검사자의 명령 또는 미리 프로그램된 프로세스에 따라 제어된다. 콘트롤러(107)는 마우스, 키보드등의 입력수단을 구비하는 PC(Personal computer)로 구성될 수 있다.
디스플레이부(109)는 콘트롤러(107)의 제어에 따라 엑스-레이 디텍터(105)로부터 출력되는 영상신호를 디스플레이하는 것으로, 모니터로 구성될 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 엑스-레이 검사장치(100)는 위치결정유닛(111)이 수평이동부(113), 회전부(115), 수직이동부(160) 및 자동 포커싱 및 트레이싱부(170)로 구성된 것으로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를들면, 위치결정유닛(111)은 수평이동부(113)와 회전부(115)로만 구성되거나, 수평이동부(113), 회전부(115), 및 수직이동부(160)로만 구성될 수 있다. 이 경우, 맨 하부에 위치한 회전부(115) 또는 수직이동부(160)는 회전 가이드(155)가 캐비넷(101)의 바닥에 바로 고정되거나 Z축방향 이동체(161)에 대향하게 수직으로 설치된 고정부(도시하지 않음)에 의해 캐비넷(101)에 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엑스-레이 검사장치(100)는 회전부(115)가 수평 이동부(113)의 Y축 및 X축 방향 이동부재(119, 121) 아래에 위치하여 Y축 및 X축 방향 이동부재(119, 121)를 회전시키도록 구성되므로, 납땜부와 같은 검사대상 부위가 비교적 큰 인쇄회로기판(104)의 가장자리에 위치하더라도, 검사대상 부위를 Y축 및 X축 방향 이동부재(119, 121)에 의해 회전부(115)의 회전중심 및 엑스-레이 발생기(103)와 엑스-레이 디텍터(105) 사이의 포커싱위치에 위치시킨 후 인쇄회로기판(104)을 회전시키면 간단히 여러 각도로 회전된 검사대상 부위의 영상정보를 얻을 수 있다. 그러므로, 여러 회전각도로 취득된 검사대상 부위의 영상정보를 얻기 위해, 종래의 엑스-레이 검사장치에서와 같이 인쇄회로기판(104)이 회전될 때 인쇄회로기판(104)의 회전된 각도에 따라 이동된 검사대상 부위의 위치에 맞춰서 인쇄회로기판(104)을 좌우로 이동시켜 검사대상 부위를 포커싱 위치에 위치시키는 위치조정 동작을 추가로 수행해야 할 필요가 없게 된다.
또한, 본 발명에 따른 엑스-레이 검사장치(100)는 수평이동부(113), 회전부(115) 및 수직이동부(160)를 엑스-레이 디텍터(105)의 가변 이동방향, 즉 Y축방향과 동일한 Yaft축방향으로 이동할 수 있는 자동 포커싱 및 트레이싱부(170)를 구비한다. 따라서, 엑스-레이 디텍터(105)의 위치가 가변되더라도, 수평이동부(113)의 Y축 및 X축 방향 이동부재(119, 121) 및 회전부(115)에 의해 회전부(115)의 회전중심 및/또는 포커싱위치에 위치된 인쇄회로기판(10)의 전자부품의 납땜부과 같은 검사대상 부위가 자동 포커싱 및 트레이싱부(170)에 의해, 엑스-레이 디텍터(105)의 가변이동에 따라 디스플레이부(109)에 의해 디스플레이될 수 있는 결상범위를 벗어남이 없이, 포커싱위치로 이동 및 유지될 수 있다. 이에 따라, 여러 회전각도로 취득된 검사대상 부위의 영상정보를 얻기 위해 인쇄회로기판(104)이 회전되더라도, 종래의 엑스-레이 검사장치에서와 같이 엑스-레이 디텍터(105)의 가변위치 뿐 아니라 인쇄회로기판(104)의 회전된 각도에 따라 이동된 검사대상 부위의 위치에 맞춰서 인쇄회로기판(104)을 좌우로 이동시켜 검사대상 부위를 포커싱 위치에 위치시키는 위치조정 동작을 수행해야 할 필요가 없게 된다.
이하에서는 이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 엑스-레이 검사장치(100)를 사용하여 검사대상물의 임의 좌표점, 즉 인쇄회로기판의 전자부품의 납땜부과 같은 검사대상 부위의 불량여부를 검사하기 위한 엑스-레이 검사방법을 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 검사자는 키보드, 마우스 등과 같은 입력수단을 통해 검사대상 인쇄회 로기판(108)에 대한 종류와 모델, 납땜부와 같은 검사대상 부위의 좌표, 영상정보 취득을 위한 엑스-레이 디텍터(105)의 위치좌표 설정 등과 같은 기초 정보를 콘트롤러(107)에 입력하는 초기화과정을 수행한다(S1).
이어서, 컨트롤러(107)의 제어하에서 캐비넷(101)과 연결된 도시되지 않은 컨베이어 벨트와 같은 이송수단에 의해 검사대상 인쇄회로기판(104)이 캐비넷(101) 내부의 위치설정유닛(111)의 지지구(117)위의 검사위치로 공급된다(S2).
이후, 위치결정유닛(111)의 수평이동부(113) 및 수직이동부(160)는 콘트롤러(107)에 미리 입력되어 출력되는 명령신호에 의해 인쇄회로기판(104)의 검사대상 부위가 회전부(115)의 회전중심 및 엑스-레이 발생기(103)와 엑스-레이 디텍터(105) 사이의 포커싱위치에 위치하도록 인쇄회로기판(104)을 좌우 및 상하로 이동시킨다(S3).
이어서, 인쇄회로기판(104)의 검사대상 부위에 대해 다양한 회전각도로 획득한 영상정보들을 비교하여 검사대상 부위를 검사할 경우(S4), 콘트롤러(107)는 회전부(115)를 통해 인쇄회로기판(104)의 검사대상 부위를 소정각도로 회전시킨다(S5).
또한, 인쇄회로기판(104)의 검사대상 부위에 대해 다양한 촬상 입사각으로 획득한 영상정보들을 입체적으로 비교하여 검사대상 부위를 검사할 경우(S6), 콘트롤러(107)는 엑스-레이 디텍터(105)가 회전부(115)의 회전중심 및 소정 포커싱위치에 위치한 인쇄회로기판(104)의 검사대상 부위에 대해 소정의 촬상 입사각을 취할 수 있도록 가변유닛(180) 및 위치결정유닛(111)의 자동 포커싱 및 트레이싱부(170) 를 제어하여, 엑스-레이 디텍터(105) 및 Yaft축방향 이동체(171)를 위에서 설명한 방법으로 이동시킨다(S7).
다음으로, 콘트롤러(107)는, 엑스-레이 발생기(103)를 작동시켜 인쇄회로기판(104)에 엑스-레이를 조사하고, 엑스-레이 디텍터(105)가 인쇄회로기판(104)을 통해 투영된 영상을 촬상하여 출력하도록 엑스-레이 디텍터(105)를 제어한 다음, 디스플레이부(109)가 출력된 영상정보를 디스플레이하도록 디스플레이부(109)를 제어한다(S8).
그후, 검사자는 디스플레이부(109)를 통해 디스플레이되는 영상정보를 통해 인쇄회로기판(104)의 검사대상 부위의 불량여부를 검사한다(S9).
이후, 인쇄회로기판(10)의 검사대상 부위에 대해 다른 위치, 다른 회전각도 및 다른 촬상 입사각으로 획득한 영상정보들을 비교하여 검사대상 부위를 검사하기 위해 검사대상 부위의 위치를 재설정하고자할 경우(S10), 콘트롤러(107)는 S3 단계에서 S9 단계의 과정을 반복 수행하도록 위치설정유닛(111), 가변유닛(180), 엑스-레이 발생기(103), 엑스-레이 디텍터(105) 및 디스플레이부(109)를 제어한다. 그 결과, 동일한 검사대상 부위에 대하여 여러 방향 및 위치에서 촬영한 입체적인 영상정보를 수득하여 상호 비교에 의한 검사과정을 수행할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분 야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.
본 발명은 엑스-레이 검사장치에 적용되어, 전기전자기기의 주요부품으로 내장되는 인쇄회로기판의 반도체칩, 저항칩 등과 같은 전자부품의 납땜부의 결함과 같은 불량여부 검사의 정밀도와 효율성을 향상시키는데 사용될 수 있다.
도 1a 내지 도 2b는 종래의 엑스-레이 검사장치의 엑스-레이검사 동작을 설명하는 개략도,
도 3는 본 발명에 따른 엑스-레이 검사장치를 도시하는 블록도,
도 4는 예시를 위해 지지구가 생략된 Y축방향 이동체를 구비한 도 3에 도시한 엑스-레이 검사장치의 위치결정유닛을 도시하는 개략사시도,
도 5는 도 4에 도시한 위치결정유닛의 측면도,
도 6은 도 4에 도시한 위치결정유닛의 정면도,
도 7은 도 3에 도시한 엑스-레이 검사장치의 가변유닛을 도시하는 개략사시도, 그리고
도 8은 도 3에 도시한 엑스-레이 검사장치의 엑스-레이 검사방법을 도시하는 플로우챠트이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 엑스-레이 검사장치 101: 캐비넷
103: 엑스-레이 발생기 105: 엑스-레이 디텍터
107: 콘트롤러 109: 디스플레이부
111; 위치결정유닛 113: 수평이동부
115: 회전부 119: Y축방향 이동부재
121: X축방향 이동부재 123: Y축방향 이동체
125a, 125b: Y축방향 가이드레일 139a, 139b: X축방향 가이드레일
153: 회전체 155: 회전가이드
160: 수직이동부 161: Z축방향 이동체
170: 자동 포커싱 및 트레이싱부 171: Yaft축 방향 이동체
180: 가변유닛

Claims (21)

  1. 검사대상물을 지지하는 지지구를 구비하고, 상기 검사대상물의 위치를 변화시키는 위치결정유닛;
    상기 검사대상물에 엑스-레이를 조사하는 엑스-레이 발생기; 및
    상기 엑스-레이 발생기가 상기 검사대상물에 엑스-레이를 조사할 때 투영되는 영상을 검출하는 엑스-레이 디텍터;를 포함하며,
    상기 위치결정유닛은, 상기 지지구를 동일수평면에 위치한 제1방향과 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 이동시키는 수평이동부, 및 상기 수평이동부의 하부에 위치하고, 상기 수평이동부를 회전시키는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수평이동부는,
    상기 지지구를 상기 제1방향으로 이동시키는 제1방향 이동부재; 및
    상기 제1방향 이동부재의 하부에 배치되고, 상기 제1방향 이동부재를 상기 제2방향으로 이동시키는 제2방향 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1방향 이동부재는,
    내부에 상기 지지구를 고정하고, 하면의 제1방향의 양측 가장자리에 제1방향 가이드홈을 형성한 제1방향 이동체;
    상기 제1방향 이동체의 제1방향의 양측 가장자리의 하부에 배치되고, 상면의 제1방향의 양측가장자리에 상기 제1방향 이동체의 상기 제1방향 가이드홈에 대응하는 제1방향 가이드돌출부를 구비하는 제1방향 가이드레일;
    상기 제1방향 가이드레일의 일측에 설치된 제1방향 구동모터; 및
    상기 제1방향 구동모터의 구동축에 연결되고, 상기 제1방향 이동체의 일측에 설치된 제1나사홀 보스의 제1나사홀에 맞물리는 제1나사봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1방향 이동체는 내부에 상기 지지구를 고정하는 공간을 구비하는 사각형 형태의 프레임을 포함하며,
    상기 지지구는 지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1방향 가이드레일의 일측의 양단쪽에는 상기 제1나사봉을 수용 및 지지하는 제1지지베어링을 구비하는 제1지지브라켓이 설치되며,
    상기 제1지지브라켓은 상기 제1방향 이동체의 상기 제1나사홀 보스의 양측에 배치된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제2방향 이동부재는,
    상기 제1방향 가이드레일의 하부 양측에서 상기 제1방향 가이드레일을 제2향으로 지지 및 연결하고, 상면에 상기 제1방향 가이드레일의 하면 양측에 형성된 제2방향 가이드홈에 대응하는 제2방향 가이드돌출부를 구비하는 제2방향 가이드레일;
    상기 제2방향 가이드레일의 일측에 설치된 제2방향 구동모터; 및
    상기 제2방향 구동모터의 구동축에 연결되고, 상기 제1방향 가이드레일에 설치된 제2나사홀 보스의 제2나사홀에 맞물리는 제2나사봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2방향 가이드레일의 일측의 양쪽에는 상기 제2나사봉을 수용 및 지지하는 제2지지베어링을 구비하는 제2지지브라켓이 설치되며,
    상기 제2지지브라켓은 상기 제1방향 가이드레일의 상기 제2나사홀 보스의 양측에 배치된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 회전부는,
    상기 제2방향 가이드레일의 하부에서 상기 제2방향 가이드레일을 지지 및 연결하고, 내주면에는 치차를 형성하고 하면에는 환형 가이드홈을 형성한 회전체;
    상기 회전체의 하부에 배치되고, 상기 환형 가이드홈에 대응하는 환형 돌출부를 구비한 회전 가이드; 및
    상기 회전 가이드에 설치되고, 상기 회전체의 상기 치차와 맞물리는 구동기어와 연결된 구동축을 구비하는 회전 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 위치결정유닛은 상기 지지구를 상기 제1 및 제2방향과 수직인 제3방향으로 이동시키는 수직이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수직이동부는,
    상기 회전부의 상기 회전 가이드의 하부에 수직으로 연결된 제3방향 이동체;
    상기 제3방향 이동체에 대향하게 수직으로 설치된 고정부 또는 제4방향 이동체에 고정된 제3방향 구동모터; 및
    상기 제3방향 구동모터의 구동축에 연결되고, 상기 제3방향 이동체의 일면에 설치된 제3나사홀 보스의 제3나사홀에 맞물리는 제3나사봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3방향 이동체의 상기 일면의 제3방향의 양측 가장자리에는 제3가이드홈이 형성되며,
    상기 제3가이드홈에 대향하는 상기 고정부 또는 상기 제4방향이동체의 일면 의 양측 가장자리에는 제3가이드돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 고정부 또는 상기 제4방향 이동체의 일면의 상하부에는 상기 제3나사봉을 수용 및 지지하는 제3지지베어링을 구비하는 제3지지브라켓이 설치되며,
    상기 제3지지브라켓은 상기 제3방향 이동체의 상기 제3나사홀 보스의 상하 양측에 배치된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 엑스-레이 디텍터는 검사대상물의 임의의 좌표점에 대해 복수의 입사각을 가지도록 가변유닛에 의해 지지되어 가변이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 위치결정유닛은 상기 수평이동부, 상기 회전부, 및 상기 수직이동부 중 적어도 두 개를 상기 엑스-레이 디텍터가 가변 이동되는 제4방향으로 이동시키는 자동 포커싱 및 트레이싱(Automatic focusing-tracing: AFT)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 자동 포커싱 및 트레이싱부는,
    상기 수직이동부의 상기 제3방향 이동체와 대향하게 수직으로 설치된 제4방 향 이동체;
    상기 제4방향 이동체의 하부에 설치된 지지부;
    상기 지지부에 고정된 제4방향 구동모터; 및
    상기 제4방향 구동모터의 구동축에 연결되고, 상기 제4방향 이동체의 하부에 설치된 제4나사홀 보스의 제4나사홀에 맞물리는 제4나사봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제4방향 이동체의 하면의 제4방향의 양측 가장자리에는 제4가이드홈이 형성되며,
    상기 제4가이드홈에 대향하는 상기 지지부의 상면의 양측 가장자리에는 제4가이드돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 지지부의 상면의 양쪽에는 상기 제4나사봉을 수용 및 지지하는 제4지지베어링을 구비하는 제4지지브라켓이 설치되며,
    상기 제4지지브라켓은 상기 제4방향 이동체의 상기 제4나사홀 보스의 양측에 배치된 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 검사대상물은 인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4방향은 각각 Y축, X축, Z축 및 Y축 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사장치.
  19. 검사대상물에 엑스-레이를 조사하여 상기 검사대상물의 불량여부를 검사하는 엑스-레이 검사방법에 있어서,
    상기 검사대상물의 임의 좌표점이 위치결정유닛의 회전중심 및 포커싱위치에 위치하도록 상기 검사대상물을 이동시키는 단계;
    상기 이동된 검사대상물의 임의 좌표점을 상기 위치결정유닛의 상기 회전중심에 관해 적어도 한 개 이상의 회전각도로 회전시키는 단계; 및
    상기 회전된 검사대상물에 엑스-레이를 조사하여 투영된 영상정보를 디스플레이시켜 상기 검사대상물의 불량여부를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 검사대상물을 이동시키는 단계는 상기 검사대상물을 제1방향 및 상기 제1방향에 직각인 제2방향으로 이동시키는 단계, 및 상기 검사대상물을 상기 제1 및 제2방향에 직각인 제3방향으로 이동시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사방법.
  21. 제19항에 있어서,
    엑스-레이 디텍터가 상기 검사대상물의 임의 좌표점에 대해 적어도 한 개 이상의 입사각을 취하도록 상기 엑스-레이 디텍터를 이동시킴과 함께 상기 검사대상물을 상기 엑스-레이 디텍터의 이동방향과 동일한 방향으로 이동시키는 단계; 및
    상기 이동된 검사대상물에 엑스-레이를 조사하여 투영된 영상정보를 디스플레이시켜 상기 검사대상물의 불량여부를 검사하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스-레이 검사방법.
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