KR20090116554A - 에이오아이（ａｏｉ） 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검사대상물을 다수의 방향에서 2차원과 3차원으로 촬영하여 검사하는 AOI 장치에 관한 것으로, 본 발명의 AOI 장치는 X-Y 스테이지(1)와, 다수개의 제1조명부(2)와, 한 쌍의 제1반사거울(11)과, 한 쌍의 제2반사거울(12)과, 한 쌍의 제1격자투영부(21)와, 한 쌍의 제2격자투영부(22)와, 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 설치되어 검사대상물(P)에서 조사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제1결상부(30)와, 다수개의 제1조명부(2)와 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 한 쌍의 제2격자투영부(22)를 각각 선택적으로 제어하여 검사대상물(P)로 2차원조명이나 격자조명을 조사한 후 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 제1결상부(30)로부터 전송받아 검사대상물(P)을 검사하는 제어부(60)로 구성되며, 제1결상부(30)는 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 설치되는 빔스플릿터(31)와, 빔스플릿터(31)의 상측에 설치되어 빔스플릿터(31)를 투과하는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제1카메라부(32)와, 빔스플릿터(31)의 일측에 설치되어 빔스플릿터(31)에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제2카메라부(33)로 이루어짐을 특징으로 한다.
자동광학검사, AOI, 결상, 조명, 카메라, 격자

Description

에이오아이（ＡＯＩ） 장치{Automatic optical inspection apparatus}
본 발명은 AOI 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사대상물을 다수의 방향에서 2차원과 3차원으로 촬영하여 검사하는 AOI 장치에 관한 것이다.
자동광학검사(Automatic optical inspection: 이하 'AOI'로 칭함)장치는 반도체 패키지의 솔더 볼(solder ball), 인쇄회로기판이나 평판디스플레이 등의 다양한 검사대상물을 검사하는 데 적용된다. 이러한 AOI 장치는 각 검사대상물에서 검사대상물의 깨짐, 치수, 홀(hole)이나 비아(via) 치수, 도체 간격(pitch), 라인 폭 및 길이, 아트워크(artwork), 페이스트(paste), 소자 위치, 납땜 불량 및 특이점 등을 검사하게 된다. 이러한 다양한 항목을 검사하는 종래의 AOI 장치는 검사대상물을 여러 방향에서 촬영하기 위해 조명부나 결상부가 회전하여 촬영하여 검사하게 된다.
이와 같이 종래의 AOI 장치는 검사대상물의 검사 시 조명부나 결상부가 회전동작하여 검사대상물을 촬영함으로써 검사작업의 효율성이 저하되는 문제점이 있 다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 검사대상물을 다수의 방향에서 2차원과 3차원으로 촬영하여 검사함으로써 검사대상물을 정밀하게 검사함과 아울러 검사작업의 생산성을 개선시키기 위한 AOI 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 AOI 장치는 검사대상물을 X축이나 Y축방향으로 이동시키는 X-Y 스테이지(stage)와, X-Y 스테이지의 상측에 설치되어 다수의 방향으로 2차원조명을 검사대상물로 조사하는 다수개의 제1조명부와, 다수개의 제1조명부의 상측에 서로 높이가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물로 격자조명을 반사시키는 한 쌍의 제1반사거울과, 한 쌍의 제1반사거울과 직교되도록 다수개의 제1조명부의 상측에 서로 높이가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물로 격자조명을 반사시키는 한 쌍의 제2반사거울과, 한 쌍의 제1반사거울중 하나의 일측에 서로 높이가 다르도록 설치되어 한 쌍의 제1반사거울로 격자조명을 조사하는 한 쌍의 제1격자투영부와, 한 쌍의 제2반사거울중 하나의 일측에 서로 높이가 다르도록 설치되어 한 쌍의 제2반사거울로 격자조명을 조사하는 한 쌍의 제2격자투영부와, 다수개의 제1조명부의 상측에 설치되어 검사대상물에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제1결상부와, 다수개의 제1조명부와 한 쌍의 제1격자투영부와 한 쌍의 제2격자투영부를 각각 선택적으로 제어하여 검사대상물로 2차원조명이나 격자조명을 조사한 후 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 제1결상부로부터 전송받아 검사대상물을 검사하는 제어부 로 구성되며,
제1결상부는 다수개의 제1조명부의 상측에 설치되는 빔스플릿터와, 빔스플릿터의 상측에 설치되어 빔스플릿터를 투과하는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제1카메라부와, 빔스플릿터의 일측에 설치되어 빔스플릿터에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제2카메라부로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 AOI 장치는 검사대상물을 다수의 방향에서 2차원과 3차원으로 촬영하여 검사함으로써 정밀하게 검사함과 아울러 검사작업의 생산성을 개선시킬 수 있는 이점을 제공한다.
(실시예1)
본 발명의 제1실시예에 따른 AOI 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 AOI 장치의 정면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 AOI 장치의 평면도이다.
도 1 및 도 2에서와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 AOI 장치는 X-Y 스테이지(1), 다수개의 제1조명부(2), 한 쌍의 제1반사거울(11), 한 쌍의 제2반사거울(12), 한 쌍의 제1격자투영부(21), 한 쌍의 제2격자투영부(22), 제1결상부(30) 및 제어부(60)로 구성되며, 각 구성을 설명하면 다음과 같다.
X-Y 스테이지(1)는 검사대상물(P)을 X축이나 Y축방향으로 이동시키기 위해 테이블(도시 않음)을 X축이나 Y축 방향으로 이동시키는 직선이송기구(도시 않음)로 이루어지며, 다수개의 제1조명부(2)는 X-Y 스테이지(1)의 상측에 설치되어 다수의 방향으로 2차원조명을 검사대상물(P)로 조사한다. 한 쌍의 제1반사거울(11)은 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 서로 높이가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물(P)로 격자조명을 반사시키며, 한 쌍의 제2반사거울(12)은 한 쌍의 제1반사거울(11)과 직교되도록 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 한 쌍의 제1반사거울(11)과 같이 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물(P)로 격자조명을 반사시킨다. 한 쌍의 제1격자투영부(21)는 한 쌍의 제1반사거울(11)중 하나의 일측에 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제1반사거울(11)로 조사하며, 한 쌍의 제2격자투영부(22)는 한 쌍의 제2반사거울(12)중 하나의 일측에 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 같이 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제2반사거울(12)로 조사한다.
제1결상부(30)는 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 설치되어 검사대상물(P)에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다. 이러한 제1결상부(30)는 빔스플릿터(31), 제1카메라부(32) 및 제2카메라부(33)로 이루어진다. 빔스플릿터(31)는 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 설치되어 검사대상물(P)에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 투과시켜 제1카메라부(32)나 제2카메라부(33)로 조사한다. 제1카메라부(32)는 빔스플릿터(31)의 상측에 설치되어 빔스플릿터(31)를 투과하는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하며, 제2카메라부(33)는 빔스플릿터(31)의 일측에 설치되어 빔스플릿터(31)에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다.
제어부(60)는 본 발명의 제1실시예에 따른 AOI 장치를 전반적으로 제어한다. 이러한 제어부(60)는 다수개의 제1조명부(2)와 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 한 쌍의 제2격자투영부(22)를 각각 선택적으로 제어하여 검사대상물(P)로 2차원조명이나 격자조명을 조사한다. 검사대상물(P)로 2차원조명이나 격자조명이 조사되어 조명이미지나 격자이미지가 반사되면 이를 각각 제1결상부(30)에서 촬영하고, 제1결상부(30)에서 촬영한 조명이미지나 격자이미지를 전송받아 제어부(60)는 검사대상물(P)의 특이점이나 3차원형상을 판별하여 불량여부를 검사하게 된다.
상기 구성 중 한 쌍의 제1격자투영부(21), 한 쌍의 제2격자투영부(22) 및 제1결상부(30)를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
한 쌍의 제1격자투영부(21)와 한 쌍의 제2격자투영부(22)는 각각 다수개의 조명원(20a), 다수개의 격자소자(20b), 격자이송기구(20c), 다수개의 투영렌즈(20d) 및 다수개의 조명필터(20e)로 구성되며, 각각의 구성을 설명하면 다음과 같다.
다수개의 조명원(20a)은 각각 서로 수평방향으로 상/하측에 나란하게 설치되어 조명을 발생하며, 다수개의 격자소자(20b)는 다수개의 조명원(20a)의 일측에 각각 설치되어 조명을 격자조명으로 변환시켜 조사한다. 이러한 다수개의 격자소자(20b)는 격자조명을 발생하기 위해 격자나 액정소자 중 하나가 적용되며, 하나의 연결부재(부재번호 미도시)에 각각 설치된다. 격자이송기구(20c)는 다수개의 격자소자(20b)에 각각 연결되어 수직방향으로 피치(pitch) 이송시킨다. 다수개의 격자소자(20b)가 하나의 연결부재에 각각 설치되는 경우에 격자이송기구(20c)는 연결부 재에 연결되어 연결부재를 수직방향으로 이송시킴으로써 다수개의 격자소자(20b)를 동시에 피치 이송시킨다. 이러한 격자이송기구(20c)는 볼스크류, 리니어모터 및 PZT(Piezo electric) 이송기구 중 하나가 적용된다.
다수개의 투영렌즈(20d)는 다수개의 격자소자(20b)의 일측에 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제1반사거울(11)이나 한 쌍의 제2반사거울(12)을 통해 검사대상물(P)로 조사하며, 다수개의 조명필터(20e)는 다수개의 투영렌즈(20d)의 일측에 각각 설치되어 격자조명을 여과시켜 조사한다. 이러한 다수개의 조명필터(20e)는 주파수 필터, 칼라필터, 편광필터 및 광세기 조절필터 중의 하나가 적용된다.
제1결상부(30)는 빔스플릿터(31)의 상측에 제1카메라부(32)가 설치되며, 빔스플릿터(31)의 일측에 제2카메라부(33)가 설치되며, 빔스플릿터(31)의 하측에 제2조명부(34)가 더 구비되어 설치된다. 이러한 제1결상부(30)의 구성 중 제1카메라부(32), 제2카메라부(33) 및 제2조명부(34)의 구성을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제1카메라부(32)는 이미지필터(32a), 결상렌즈(32b) 및 카메라(32c)로 구성된다. 이미지필터(32a)는 빔스플릿터(31)의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력한다. 이러한 이미지필터(32a)는 주파수 필터, 칼라필터, 광세기 조절필터 중 하나가 적용된다. 결상렌즈(32b)는 이미지필터(32a)의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 결상시킨다. 카메라(32c)는 결상렌즈(32b)의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다. 이러한 카메라(32c)는 CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 하나가 적용된다.
제2카메라부(33)는 제1카메라부(32)와 동일하게 이미지필터(33a), 결상렌즈(33b) 및 카메라(33c)로 구성된다. 이미지필터(33a)는 빔스플릿터(31)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하고, 결상렌즈(33b)는 이미지필터(33a)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 결상시키며, 카메라(33c)는 결상렌즈(33b)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다.
제2조명부(34)는 빔스플릿터(31)의 하측에 더 구비되어 설치되며, 도넛형(doughnut type) 램프나 도넛형 발광조명원중 하나가 적용된다. 도넛형 발광조명원은 도넛형 부재(부재번호 미기재)와 도넛형 부재의 하측에 설치되는 다수개의 발광소자(부재번호 미기재)로 이루어진다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 AOI 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 검사대상물(P)이 X-Y 스테이지(1)에 로딩(loading)되면 X-Y 스테이지(1)는 이를 검사위치로 이송시킨다. 검사대상물(P)이 검사위치로 이송되면 제어부(60)는 다수개의 제1조명부(2)를 각각 순차적으로 온/오프(on/off)시켜 검사대상물(P)로 2차원조명을 다수의 방향으로 조사한다. 검사대상물(P)로 2차원조명이 조사되면 제1결상부(30)는 검사대상물(P)에서 반사되는 2차원이미지에 해당되는 조명이미지를 촬영한다. 제1결상부(30)는 조명이미지를 촬영 시 빔스플릿터(31)의 상측과 일측에 각각 설치되는 제1카메라부(32)나 제2카메라부(33)에서 동시에 촬영하거나, 제어부(60)의 제어에 따라 선택적으로 촬영한다. 제1결상부(30)에서 촬영된 조명이미지는 제어부(60)에서 전송받는다. 제어부(60)는 조명이미지가 전송되면 이를 수신받아 검사대상물(P)의 특이점을 검사하여 불량 여부를 판단하게 된다.
검사대상물(P)의 2차원 검사가 완료되면 제어부(60)는 먼저, 한 쌍의 제1격자투영부(21)나 한 쌍의 제2격자투영부(22)를 각각 순차적으로 온/오프시켜 검사대상물(P)로 격자조명을 다수의 방향으로 조사한다. 검사대상물(P)로 격자조명이 조사되어 격자이미지가 순차적으로 반사되면 이를 제1결상부(30)에서 촬영한다. 격자이미지를 촬영 시 빔스플릿터(31)의 상측과 일측에 각각 설치되는 제1카메라부(32)나 제2카메라부(33)에서 동시에 촬영하거나, 제어부(60)의 제어에 따라 선택적으로 촬영한 후 각각에서 촬영된 격자이미지를 제어부(60)로 전송한다. 제어부(60)는 전송된 격자이미를 이용하여 검사대상물(P)의 3차원형상을 판별하여 불량 여부를 검사하게 된다.
이와 같이 검사대상물(P)을 다수의 방향에서 2차원조명이나 격자조명을 조사한 후 각각에 의해 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하여 검사함으로써 검사대상물(P)을 정밀하게 검사함과 아울러 보다 신속하게 검사할 수 있게 된다. 이러한 2차원이나 3차원 검사의 순서는 제어부(60)의 설정에 따라 변경하여 수행할 수 있다.
(실시예2)
본 발명의 제2실시예에 따른 AOI 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 AOI 장치의 정면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 한 쌍의 제1 내지 제3반사거울 및 한 쌍의 제1 내지 제3격자투영부의 평면 도이며, 도 5는 도 3에 도시된 제2결상부의 평면도이며, 도 6은 도 5에 도시된 제1 내지 제3삼각거울의 사시도이다.
도 3 내지 도 6에서와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 AOI 장치는 X-Y 스테이지(1), 다수개의 제1조명부(2), 한 쌍의 제1반사거울(11), 한 쌍의 제2반사거울(12), 한 쌍의 제3반사거울(13), 한 쌍의 제1격자투영부(21), 한 쌍의 제2격자투영부(22), 한 쌍의 제3격자투영부(23), 제2결상부(40) 및 제어부(60)로 구성되며, 각각의 구성을 설명하면 다음과 같다.
X-Y 스테이지(1)와 다수개의 제1조명부(2)의 구성 및 작용은 본 발명의 제1실시예에 따른 AOI 장치와 동일함으로 상세한 설명은 생략한다.
한 쌍의 제1반사거울(11)은 도 1에 도시된 한 쌍의 제1반사거울(11)과 같이
다수개의 제1조명부(2)의 상측에 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물(P)로 격자조명을 반사시키며, 한 쌍의 제2반사거울(12)은 한 쌍의 제1반사거울(11)과 둔각(θ)을 이루도록 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 도 1에 도시된 한 쌍의 제1반사거울(11)과 같이 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물(P)로 격자조명을 반사시킨다. 한 쌍의 제3반사거울(13)은 한 쌍의 제2반사거울(12)과 둔각(θ)을 이루도록 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 도 1에 도시된 한 쌍의 제1반사거울(11)과 같이 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물(P)로 격자조명을 반사시킨다.
한 쌍의 제1격자투영부(21)는 한 쌍의 제1반사거울(11)중 하나의 일측에 도 1에 도시된 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 같이 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제1반사거울(11)로 조사한다. 한 쌍의 제2격자투영부(22)는 한 쌍의 제2반사거울(12)중 하나의 일측에 도 1에 도시된 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 같이 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제2반사거울(12)로 조사한다. 한 쌍의 제3격자투영부(23)는 한 쌍의 제3반사거울(13)중 하나의 일측에 도 1에 도시된 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 같이 서로 높이(h1,h2)가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제3반사거울(13)로 조사한다.
제2결상부(40)는 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 설치되어 검사대상물(P)에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다. 제어부(60)는 본 발명의 제2실시예에 따른 AOI 장치를 제어한다. 이러한 제어부(60)는 다수개의 제1조명부(2)와 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 한 쌍의 제2격자투영부(22)와 한 쌍의 제3격자투영부(23)를 각각 선택적으로 제어하여 검사대상물(P)로 2차원조명이나 격자조명을 조사한다. 검사대상물(P)로 2차원조명이나 격자조명이 조사된 후 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 제2결상부(40)에서 촬영하면 제어부(60)는 이를 제2결상부(40)로부터 전송받아 검사대상물(P)을 검사한다.
상기 구성 중 한 쌍의 제1격자투영부(21), 한 쌍의 제2격자투영부(22), 한 쌍의 제3격자투영부(23) 및 제2결상부(40)의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
한 쌍의 제1격자투영부(21)와 한 쌍의 제2격자투영부(22)와 한 쌍의 제3격자투영부(23)는 각각 서로 둔각(θ)을 이루도록 배치되어 설치되며, 다수개의 조명 원(20a), 다수개의 격자소자(20b), 격자이송기구(20c), 다수개의 투영렌즈(20d) 및 다수개의 조명필터(20e)로 구성되며, 각 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
다수개의 조명원(20a)은 서로 수평방향으로 상/하측에 나란하게 설치되어 조명을 발생하며, 다수개의 격자소자(20b)는 다수개의 조명원(20a)의 일측에 각각 설치되어 조명을 격자조명으로 변환시켜 조사한다. 격자이송기구(20c)는 다수개의 격자소자(20b)에 각각 연결되어 수직방향으로 피치 이송시키며, 다수개의 투영렌즈(20d)는 다수개의 격자소자(20b)의 일측에 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제1반사거울(11)이나 한 쌍의 제2반사거울(12)을 통해 검사대상물(P)로 조사한다. 다수개의 조명필터(20e)는 다수개의 투영렌즈(20d)의 일측에 각각 설치되어 격자조명을 여과시켜 조사한다.
제2결상부(40)는 이미지필터(41), 제1삼각거울(42), 제2삼각거울(43), 제3삼각거울(44), 다수개의 제3카메라부(45) 및 다수개의 제4카메라부(46)로 구성되며, 각 구성을 설명하면 다음과 같다.
이미지필터(41)는 다수개의 제1조명부(2)의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하며, 그 하측에 제2조명부(70)가 더 구비되어 설치된다. 제1삼각거울(42)은 이미지필터(41)의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시키며, 제2삼각거울(43)은 제1삼각거울(42)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시킨다. 제3삼각거울(44)은 제1삼각거울(42)의 타측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시킨다. 여기서, 제1 내지 제3삼각거울(42,43,44)은 각각 경사면에 거울면이 형성되어 조명이미지나 격자이미지를 반사 시킨다.
다수개의 제3카메라부(45)는 제2삼각거울(43)의 양측에 각각 설치되어 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다. 이러한 다수개의 제3카메라부(45)는 각각 이미지필터(45a), 결상렌즈(45b), 제1이미지반사거울(45c) 및 카메라(45d)로 구성되며, 각 구성을 설명하면 다음과 같다.
이미지필터(45a)는 제2삼각거울(43)의 일측이나 타측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하며, 결상렌즈(45b)는 이미지필터(45a)의 일측에 설치되어 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 결상시킨다. 제1이미지반사거울(45c)은 결상렌즈(45b)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시킨다. 카메라(45d)는 제1이미지반사거울(45c)의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다.
다수개의 제4카메라부(46)는 제3삼각거울(44)의 양측에 각각 설치되어 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다. 이러한 다수개의 제4카메라부(46)는 각각 이미지필터(46a), 결상렌즈(46b), 제2이미지반사거울(46c) 및 카메라(46d)로 구성되며, 각 구성을 설명하면 다음과 같다.
이미지필터(46a)는 제3삼각거울(44)의 일측이나 타측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하며, 결상렌즈(46b)는 이미지필터(46a)의 일측에 설치되어 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 결상시킨다. 제2이미지반사거울(46c)은 결상렌즈(46b)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시키며, 카메라(46d)는 제2이미지반사거울(46c)의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자 이미지를 촬영한다.
이와 같이 다수개의 제3카메라부(45)나 다수개의 제4카메라부(46)에서 촬영된 조명이미지나 격자이미지는 제어부(60)에서 전송받는다. 제어부(60)는 전송된 각 이미지를 이용하여 검사대상물(P)의 특이점과 3차원형상을 산출하고, 산출된 특이점과 3차원형상을 이용하여 제어부(60)는 검사대상물(P)의 불량 여부를 검사한다.
(실시예3)
본 발명의 제3실시예에 따른 AOI 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 AOI 장치의 정면도이며, 도 8은 도 7에 도시된 한 쌍의 제1 내지 제3반사거울과 한 쌍의 제1 내지 제3격자투영부와 다수개의 제3결상부의 평면도이다.
도 6 및 도 7에서와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 AOI 장치는 X-Y 스테이지(1), 다수개의 제1조명부(2), 한 쌍의 제1반사거울(11), 한 쌍의 제2반사거울(12), 한 쌍의 제3반사거울(13), 한 쌍의 제1격자투영부(21), 한 쌍의 제2격자투영부(22), 한 쌍의 제3격자투영부(23), 제2결상부(40), 다수개의 제3결상부(50) 및 제어부(60)로 구성되며, 각각의 구성을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제3실시예에 따른 AOI 장치의 구성은 본 발명의 제2실시예에 따른 AOI 장치의 구성과 전반적으로 동일하며, 차이점은 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 한 쌍의 제2격자투영부(22)와 한 쌍의 제3격자투영부(23)의 각각의 일측에 검사대 상물(P)에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 다수개의 제3결상부(50)가 더 구비되어 설치되는 점에 있다.
다수개의 제3결상부(50)는 각각 제3이미지반사거울(51), 이미지필터(52), 결상렌즈(53) 및 카메라(54)로 이루어지며, 각 구성을 설명하면 다음과 같다.
제3이미지반사거울(51)은 한 쌍의 제1격자투영부(21)와 한 쌍의 제2격자투영부(22)와 한 쌍의 제3격자투영부(23)중 하나의 일측에 설치되어 검사대상물(P)에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 반사시킨다. 이미지필터(52)는 제3이미지반사거울(51)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하며, 결상렌즈(53)는 이미지필터(52)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 결상시킨다. 카메라(54)는 결상렌즈(53)의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영한다. 카메라(54)에서 촬영된 조명이미지나 격자이미지는 제어부(60)에서 전송받는다. 제어부(60)는 전송된 조명이미지나 격자이미지를 이용하여 검사대상물(P)의 특이점과 3차원형상을 산출하고, 산출된 특이점과 3차원형상을 이용하여 검사대상물(P)의 불량 여부를 검사한다.
본 발명의 AOI 장치는 반도체 패키지의 솔더 볼, 인쇄회로기판 및 평판디스플레이 등과 같은 다양한 검사대상물의 불량여부나 치수를 검사하는 분야에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 AOI 장치의 정면도,
도 2는 도 1에 도시된 AOI 장치의 평면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 AOI 장치의 정면도,
도 4는 도 3에 도시된 한 쌍의 제1 내지 제3반사거울 및 한 쌍의 제1 내지 제3격자투영부의 평면도,
도 5는 도 3에 도시된 제2결상부의 평면도,
도 6은 도 5에 도시된 제1 내지 제3삼각거울의 사시도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 AOI 장치의 정면도,
도 8은 도 7에 도시된 한 쌍의 제1 내지 제3반사거울과 한 쌍의 제1 내지 제3격자투영부와 다수개의 제3결상부의 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
1: X-Y 스테이지 2: 제1조명부
11: 제1반사거울 12: 제2반사거울
13: 제3반사거울 21: 제1격자투영부
22: 제2격자투영부 23: 제3격자투영부
30: 제1결상부 40: 제2결상부
50: 제3결상부 60: 제어부

Claims (12)

  1. 검사대상물을 X축이나 Y축방향으로 이동시키는 X-Y 스테이지와,
    상기 X-Y 스테이지의 상측에 설치되어 다수의 방향으로 2차원조명을 검사대상물로 조사하는 다수개의 제1조명부와,
    상기 다수개의 제1조명부의 상측에 서로 높이가 다르도록 이격 설치되어 격자조명을 검사대상물로 반사시키는 한 쌍의 제1반사거울과,
    상기 한 쌍의 제1반사거울과 직교되도록 상기 다수개의 제1조명부의 상측에 서로 높이가 다르도록 이격 설치되어 격자조명을 검사대상물로 반사시키는 한 쌍의 제2반사거울과,
    상기 한 쌍의 제1반사거울중 하나의 일측에 서로 높이가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제1반사거울로 조사하는 한 쌍의 제1격자투영부와,
    상기 한 쌍의 제2반사거울중 하나의 일측에 서로 높이가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제2반사거울로 조사하는 한 쌍의 제2격자투영부와,
    상기 다수개의 제1조명부의 상측에 설치되어 검사대상물에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제1결상부와,
    상기 다수개의 제1조명부와 상기 한 쌍의 제1격자투영부와 상기 한 쌍의 제2격자투영부를 각각 선택적으로 제어하여 검사대상물로 2차원조명이나 격자조명을 조사한 후 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 상기 제1결상부로부터 전송받아 검사대상물을 검사하는 제어부로 구성되며,
    상기 제1결상부는 다수개의 제1조명부의 상측에 설치되는 빔스플릿터와, 상기 빔스플릿터의 상측에 설치되어 빔스플릿터를 투과하는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제1카메라부와, 상기 빔스플릿터의 일측에 설치되어 빔스플릿터에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제2카메라부로 이루어짐을 특징으로 하는 AOI 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1격자투영부와 상기 한 쌍의 제2격자투영부는 각각 서로 수평방향으로 상/하측에 나란하게 설치되어 조명을 발생하는 다수개의 조명원과,
    상기 다수개의 조명원의 일측에 각각 설치되어 조명을 격자조명으로 변환시켜 조사하는 다수개의 격자소자와,
    상기 다수개의 격자소자에 각각 연결되어 수직방향으로 피치 이송시키는 격자이송기구와,
    상기 다수개의 격자소자의 일측에 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제1반사거울이나 한 쌍의 제2반사거울을 통해 검사대상물로 조사하는 다수개의 투영렌즈와,
    상기 다수개의 투영렌즈의 일측에 각각 설치되어 격자조명을 여과시켜 조사하는 다수개의 조명필터로 구성되며,
    상기 다수개의 격자소자는 각각 격자나 액정소자 중 하나가 적용되고, 상기 격자이송기구는 볼스크류, 리니어모터 및 PZT(Piezo electric) 이송기구 중 하나가 적용되며, 상기 다수개의 조명필터는 주파수 필터, 칼라필터, 편광필터 및 광세기 조절필터 중의 하나가 적용됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1결상부의 빔스플릿터는 그 하측에 제2조명부가 더 구비되어 설치되며,
    상기 제2조명부는 도넛형(doughnut type) 램프나 도넛형 발광조명원중 하나가 적용됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1결상부의 제1카메라부는 빔스플릿터의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하는 이미지필터와,
    상기 이미지필터의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 결상시키는 결상렌즈와,
    상기 결상렌즈의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 카메라로 구성되며,
    상기 이미지필터는 주파수 필터, 칼라필터, 광세기 조절필터 중 하나가 적용되며, 상기 카메라는 CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 하나가 적용됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1결상부의 제2카메라부는 빔스플릿터의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하는 이미지필터와,
    상기 이미지필터의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 결상시키는 결상렌즈와,
    상기 결상렌즈의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 카메라로 구성됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  6. 검사대상물을 X축이나 Y축방향으로 이동시키는 X-Y 스테이지와,
    상기 X-Y 스테이지의 상측에 설치되어 다수의 방향으로 2차원조명을 검사대상물로 조사하는 다수개의 제1조명부와,
    상기 다수개의 제1조명부의 상측에 서로 높이가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물로 격자조명을 반사시키는 한 쌍의 제1반사거울과,
    상기 한 쌍의 제1반사거울과 둔각을 이루도록 상기 다수개의 제1조명부의 상측에 서로 높이가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물로 격자조명을 반사시키는 한 쌍의 제2반사거울과,
    상기 한 쌍의 제2반사거울과 둔각을 이루도록 상기 다수개의 제1조명부의 상측에 서로 높이가 다르도록 이격 설치되어 검사대상물로 격자조명을 반사시키는 한 쌍의 제3반사거울과,
    상기 한 쌍의 제1반사거울중 하나의 일측에 서로 높이가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제1반사거울로 조사하는 한 쌍의 제1격자투영부와,
    상기 한 쌍의 제2반사거울중 하나의 일측에 서로 높이가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제2반사거울로 조사하는 한 쌍의 제2격자투영부와,
    상기 한 쌍의 제3반사거울중 하나의 일측에 서로 높이가 다르도록 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제3반사거울로 조사하는 한 쌍의 제3격자투영부와,
    상기 다수개의 제1조명부의 상측에 설치되어 검사대상물에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 제2결상부와,
    상기 다수개의 제1조명부와 상기 한 쌍의 제1격자투영부와 상기 한 쌍의 제2격자투영부와 상기 한 쌍의 제3격자투영부를 각각 선택적으로 제어하여 검사대상물로 2차원조명이나 격자조명을 조사한 후 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 상기 제2결상부로부터 전송받아 검사대상물을 검사하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1격자투영부와 상기 한 쌍의 제2격자투영부와 상기 한 쌍의 제3격자투영부는 각각 서로 수평방향으로 상/하측에 나란하게 설치되어 조명을 발생하는 다수개의 조명원과,
    상기 다수개의 조명원의 일측에 각각 설치되어 조명을 격자조명으로 변환시켜 조사하는 다수개의 격자소자와,
    상기 다수개의 격자소자에 각각 연결되어 수직방향으로 피치 이송시키는 격자이송기구와,
    상기 다수개의 격자소자의 일측에 설치되어 격자조명을 한 쌍의 제1반사거울이나 한 쌍의 제2반사거울을 통해 검사대상물로 조사하는 다수개의 투영렌즈와,
    상기 다수개의 투영렌즈의 일측에 각각 설치되어 격자조명을 여과시켜 조사하는 다수개의 조명필터로 구성됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2결상부는 상기 다수개의 제1조명부의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하는 이미지필터와,
    상기 이미지필터의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시키는 제1삼각거울과,
    상기 제1삼각거울의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시키는 제2삼각거울과,
    상기 제1삼각거울의 타측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시키는 제3삼각거울과,
    상기 제2삼각거울의 양측에 각각 설치되어 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 다수개의 제3카메라부와,
    상기 제3삼각거울의 양측에 각각 설치되어 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 다수개의 제4카메라부로 구성됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이미지필터는 그 하측에 제2조명부가 더 구비되어 설치됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 다수개의 제3카메라부는 각각 제2삼각거울의 일측이나 타측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하는 이미지필터와,
    상기 이미지필터의 일측에 설치되어 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 결 상시키는 결상렌즈와,
    상기 결상렌즈의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시키는 제1이미지반사거울과,
    상기 제1이미지반사거울의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 카메라로 구성됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 다수개의 제4카메라부는 각각 제3삼각거울의 일측이나 타측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하는 이미지필터와,
    상기 이미지필터의 일측에 설치되어 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 결상시키는 결상렌즈와,
    상기 결상렌즈의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 반사시키는 제2이미지반사거울과,
    상기 제2이미지반사거울의 상측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 카메라로 구성됨을 특징으로 하는 AOI 장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1격자투영부와 상기 한 쌍의 제2격자투영부와 상기 한 쌍의 제3격자투영부는 그 일측에 각각 검사대상물에서 반사되는 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 다수개의 제3결상부가 더 구비되어 설치되며,
    상기 다수개의 제3결상부는 각각 한 쌍의 제1격자투영부와 한 쌍의 제2격자투영부와 한 쌍의 제3격자투영부중 하나의 일측에 설치되어 검사대상물에서 반사되 는 조명이미지나 격자이미지를 반사시키는 제3이미지반사거울과, 제3이미지반사거울의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 여과시켜 출력하는 이미지필터와, 상기 이미지필터의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 결상시키는 결상렌즈와, 상기 결상렌즈의 일측에 설치되어 조명이미지나 격자이미지를 촬영하는 카메라로 이루어짐을 특징으로 하는 AOI 장치.
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