KR20090077271A - 표면 미세결함 검사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노 형광체 페이스트를 피검사체의 표면에 도포시키는 도포단계와; 피검사체 표면을 스퀴지시켜 미세 결함부위에만 나노 형광체 페이스트가 잔존하게 하는 스퀴지단계와; 피검사체를 광검출기판에 거치시킨 후, 광원을 조사하여 광 발생부위를 미세 결함부위로 판단하는 검사단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 미세결함 검사방법에 관한 것이다.
상기한 본 발명에 의하여 표면 오염의 문제, 검사부위에 대한 균등한 침투액을 적용의 문제, 침투제 적용시간(Dwell time), 시험온도(시험체의 표면온도 ; 섭씨 16 ~ 50도)의 제한성, 침투제의 오염 등과 같은 종래기술방식의 문제점을 극복하여, 미세결함 검사의 오류를 감소시키고, 검사 시간 및 비용을 절감시키며 이에 의해 피검사체의 생산수율을 향상시키는 표면 메세결함 검사방법이 제공되는 이점이 있다.
형광체, 나노 페이스트, 스퀴지, 침투제

Description

표면 미세결함 검사방법{Method of Inspecting Surface Defect}
본 발명은 나노 형광체 페이스트를 피검사체의 표면에 도포시키는 도포단계와; 피검사체 표면을 스퀴지시켜 미세 결함부위에만 나노 형광체 페이스트가 잔존하게 하는 스퀴지단계와; 피검사체를 광검출기판에 거치시킨 후, 광원을 조사하여 광 발생부위를 미세 결함부위로 판단하는 검사단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 미세결함 검사방법에 관한 것이다.
본 발명은 안경, 렌즈, 평면형 유리 및 방사선 검출기에 사용되는 TFT array 등의 표면의 미세결함을 나노 형광체를 이용하여 검사하는 장치 및 방법으로, 시각적 판독이 불가한 결함을 검사하므로 제작된 제품들의 생산수율 증가 및 검사 시간의 단축을 통하여 제품의 생산성을 향상하는데 그 목적을 가지는 검사 장치이다.
일반적으로 종래에는 표면 미세결함 검사방법으로서 액체침투탐상법(Liquid Penetrant Examination)을 사용하였으며, 이는 시험편 표면에 침투액을 적용시켜 균열등의 불연속부에 침투액을 침투시킨 후 표면에 있는 과잉의 침투제를 제거하고, 현상제를 도포시켜 침투된 침투액을 추출시켜 불연속부의 위치, 크기 및 지시 모양을 검사하여 제품의 품질수준을 검사하는 비파괴검사의 한 분야이다.
시험체의 미세한 표면 불연속부를 찾아내는 침투탐상검사는 모세관현상을 원리로 하는 장치이다.
또한, 침투액을 피검사체의 표면개구결함 부위에 적용시키기 위한 방법으로, 침투액을 스프레이 용기를 이용하여 피검사체의 표면개구결함 부위에 뿌려주거나, 소정 형상의 붓을 이용하여 피검사체의 표면개구결함 부위에 바르는 방법이 이용되었다.
그런데, 상술한 방법 중 침투액을 피검사체의 표면개구결함 부위에 뿌려서 적용시킬 경우, 불필요한 부위에까지 침투액이 뿌려지는 경우가 발생하며 검사부위에 대한 일정한 양의 침투액을 적용시키기가 용이하지 않다는 문제점이 있다. 또한, 침투제 적용시간(Dwell time), 시험온도(시험체의 표면온도 ; 섭씨 16 ~ 50도)의 제한성, 침투제의 오염되는 문제점을 가지고 있다.
그리고 소정 형상의 붓을 이용하여 침투액을 피검사체의 표면개구결함 부위에 적용시키게 되면, 상술한 문제점과 마찬가지로 검사부위에 대하여 일정한 양의 침투액을 적용시키기가 어려운 문제점이 발생되며, 이러한 종래기술 방식들은 미세결함에 관한 검사 효율이 낮은 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 표면 오염의 문제, 검사부위에 대한 균등한 침투액을 적용의 문제, 침투제 적용시간(Dwell time), 시험온도(시험체의 표면온도 ; 섭씨 16 ~ 50도)의 제한성, 침투제의 오염 등과 같은 종래기술방식의 문제점을 극복하고 미세결함에 관한 검사 효율는 향상시키는 표면 미세결함 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 나노 형광체 페이스트를 피검사체의 표면에 도포시키는 도포단계와; 피검사체 표면을 스퀴지시켜 미세 결함부위에만 나노 형광체 페이스트가 잔존하게 하는 스퀴지단계와; 피검사체를 광검출기판에 거치시킨 후, 광원을 조사하여 광 발생부위를 미세 결함부위로 판단하는 검사단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 미세결함 검사방법을 기술적 요지로 한다.
여기서 상기 나노 형광체 페이스트는 Gd2O3:Eu, Cd SrTiO3:Pr, Y22O3:Eu, Y2O3S:Eu, Zn(Ga, Al)2O4:Mn, Y3(Al, Ga)5O12:Tb, Y2SiO5:Tb, ZnS:Cu,Al, Y2SiO5:Ce, ZnGa2O4, ZnS:Ag,Cl 중에서 적어도 하나 또는 하나 이상의 조합으로 사용되는 것을 특징으로 하는 표면 미세결함 검사방법으로 되는 것이 바람직하다.
또한 상기 검사단계는 엑스선을 광원으로 하여, 엑스선에 광반응하는 미세결함 부위의 형광을 광검출기판으로 검출함으로써 미세결함 부위의 위치 형상 결함 상태에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 미세결함 검사방법으로 되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명에 의하여 표면 오염의 문제, 검사부위에 대한 균등한 침투액을 적용의 문제, 침투제 적용시간(Dwell time), 시험온도(시험체의 표면온도 ; 섭씨 16 ~ 50도)의 제한성, 침투제의 오염 등과 같은 종래기술방식의 문제점을 극복되는 표면 미세결함 검사방법이 제공되는 이점이 있다.
또한 본 발명에 의하여 미세결함 검사의 오류를 감소시키고, 검사 시간 및 비용을 절감시키며 이에 의해 피검사체의 생산수율을 향상시키는 표면 메세결함 검사방법이 제공되는 이점이 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하의 도 1은 본 발명의 각 단계를 도시한 공정도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 표면 미세결함 검사방법에 관한 것으로서, 크게 도포단계(100)와 스퀴지단계(200)와 검사단계(300)로 이루어진다.
본 발명의 도포단계(100)는 나노 형광체 페이스트(20)를 피검사체(10)의 표면에 도포시키는 단계이다.
일반적으로 형광체는 나노 페이스트 상태로 사용되어지는데, 본 발명에서는 나노 페이스트 상태의 형광체를 피검사체(10)의 표면에 도포시킨다.
이때, 상기 피검사체(10)는 엘시디 유리기판, 렌즈 또는 그에 준하는 기판으로서, 고도의 표면 평탄도가 필요하여 표면 결함이 제품에 치명적인 흠결이 되는 평면 기판 또는 그에 준하는 기판이 된다.
본 발명의 도포단계(100)에서 사용되는 형광체는 나노 페이스트 상태이므로 이러한 평면 기판의 표면에 도포하면 도 1에 도시된 바와 같이 표면의 미세 결함에 침투하게 된다.
본 발명의 스퀴지단계(200)는 피검사체(10) 표면을 스퀴지시켜 미세 결함부위에만 나노 형광체 페이스트가 잔존하게 하는 단계이다.
상기 스퀴지시킴의 의미는 스퀴지(30)(squeegee)을 이용하여 피검사체(10) 표면을 스캐닝(Scanning)함으로써, 피검사체(10)의 표면에서 나노 형광체 페이스트(Paste)(20)를 긁어 내는 작업으로서, 피검사체(10) 표면을 스퀴지시키면 도 1에 도시된 바와 같이 피검사체(10)의 정상표면에 남아있는 나노 형광 페이스트(20)는 제거되고 미세 결함부위에 침투된 나노 형광 페이스트(20)만 잔존하게 된다.
상기 스퀴지 작업은 통상 나노 페이스트를 이용하여 미세 박막을 형성시키기 위하여 사용되지만, 본 발명에서는 표면의 나노 페이스트를 제거하기 위하여 사용되는 차이점이 있다.
본 발명의 검사단계(300)는 피검사체(10)를 광검출기판(50)에 거치시킨 후, 광원을 조사하여 광검출기판(50)에서 검출되는 광 발생부위를 미세 결함부위로 판단하는 단계이다.
일반적으로 형광체의 반응 특성은 감마선이나 엑스선 등의 방사선 영역에서부터 가시광선의 영역까지 넓은 파장영역을 가지지만, 엑스선의 영역에서 가장 큰 반응 특성을 가진다.
따라서 상기 검사단계에서 조사되는 광원을 엑스선(40)으로 사용하면, 엑스선(40)에 의하여 상기 피검사체의 미세결함부위에 잔존하는 형광체는 우수한 발광반응 특성을 보이며, 저선량의 엑스선에서도 우수한 반응 특성을 보이고 암실에서 사용할 수 있어 광검출기판(50)과의 매칭도 좋아진다.
이러한 반응 특성을 보이는 형광체로는 Gd2O3:Eu, Cd SrTiO3:Pr, Y22O3:Eu, Y2O3S:Eu, Zn(Ga, Al)2O4:Mn, Y3(Al, Ga)5O12:Tb, Y2SiO5:Tb, ZnS:Cu,Al, Y2SiO5:Ce, ZnGa2O4, ZnS:Ag,Cl 등이 있으며 본 발명에서도 이들 중에서 적어도 하나 또는 하나 이상의 조합을 나노 형광 페이스트(20)로 사용한다.
즉, 본 발명의 검사단계(300)에서 미세결함 부위에 침투된 나노 형광 페이스트(20)는 광원에 의해 빛을 발하게 되는데 광원으로는 엑스선(40)과 같이 형광체가 가지는 에너지 준위차 (Band gap energy)보다 강한 에너지를 발산하여 형광체를 여기 시킬 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이렇게 여기된 형광체로부터 나오는 빛은 피검사체(10) 아래의 마련된 광검출기판(50)에서 검출되어 빛의 세기 및 빛의 정보 위치를 전기적 신호를 통해 찾게 되고 이러한 정보를 통해 피검사체의 결함부 위치와 결함 정도를 파악해 불량 여부를 판별하게 된다.
이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 실시예는 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예에 불과하며, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.
따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 각 단계를 도시한 공정도
*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*
10 : 피검사체 20 : 나노 형광 페이스트
30 : 스퀴지 40 : 엑스선
50 : 광검출기판 100 : 도포단계
200 : 스퀴지단계

Claims (3)

  1. 나노 형광체 페이스트를 피검사체의 표면에 도포시키는 도포단계와;
    피검사체 표면을 스퀴지시켜 미세 결함부위에만 나노 형광체 페이스트가 잔존하게 하는 스퀴지단계와;
    피검사체를 광검출기판에 거치시킨 후, 광원을 조사하여 광 발생부위를 미세 결함부위로 판단하는 검사단계로
    이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 미세결함 검사방법.
  2. 제1항에 있어서 상기 나노 형광체 페이스트는,
    Gd2O3:Eu, Cd SrTiO3:Pr, Y22O3:Eu, Y2O3S:Eu, Zn(Ga, Al)2O4:Mn, Y3(Al, Ga)5O12:Tb, Y2SiO5:Tb, ZnS:Cu,Al, Y2SiO5:Ce, ZnGa2O4, ZnS:Ag,Cl 중에서 적어도 하나 또는 하나 이상의 조합으로 사용되는 것을 특징으로 하는 표면 미세결함 검사방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 검사단계는
    엑스선을 광원으로 하여, 엑스선에 광반응하는 미세결함 부위의 형광을 광검출기판으로 검출함으로써 미세결함 부위의 위치,형상,결함 상태에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 미세결함 검사방법.
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