KR20110097748A - 터미널 검사방법 - Google Patents

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Abstract

인쇄회로기판 상에 형성된 터미널의 검사방법은 측정 대상물을 촬영하여 측정 대상물의 각 픽셀별로 이미지 데이터를 획득하는 단계, 측정 대상물의 각 픽셀별로 높이 데이터를 획득하는 단계, 측정 대상물의 각 픽셀별로 가시도 데이터를 획득하는 단계, 각 픽셀별로 획득된 이미지 데이터, 높이 데이터 및 가시도 데이터를 각 픽셀별로 곱하여 결과값을 산출하는 단계 및 산출된 결과값을 이용하여 터미널 영역과 솔더 조인트 영역을 구분하는 단계를 포함한다. 따라서, 보다 정확한 터미널 영역을 판별할 수 있다.

Description

터미널 검사방법{METHOD OF INSPECTING TERMINAL}
본 발명은 터미널 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터미널 영역과 솔더 조인트 영역을 구별하여 터미널을 검사하는 터미널 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자장치 내에는 적어도 하나의 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)이 구비되며, 이러한 인쇄회로기판 상에는 칩(chip)과 같은 소자를 포함한다.
일반적으로, 상기 칩과 같은 소자는 솔더 페이스트(solder paste)를 이용하여 상기 인쇄회로기판에 장착된다. 이와 같은 상기 인쇄회로기판에 장착된 소자의 불량 여부를 판단하거나 상기 소자와 연결된 패드 등의 불량 여부를 판단하기 위하여, 상기 칩의 터미널과 솔더 조인트(solder joint)의 정확한 영역 설정이 필요하다.
종래에는 상기와 같은 불량 여부를 판단하기 위하여 2차원 영상을 촬영하여 촬영된 2차원 영상을 이용하여 왔다. 그러나, 2차원 영상에서 상기 터미널의 영역과 상기 솔더 조인트의 영역을 구별하는 것은 각 영역의 색상이 유사하고 조명에 민감하여 용이하게 구별하기 어렵고, 카메라에 의한 노이즈에 영향을 많이 받아 정확한 영역 구별이 되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점들을 방지할 수 있는 터미널의 검사 방법이 요청되고 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터미널 영역과 솔더 조인트 영역을 보다 정확하게 구분할 수 있는 터미널 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 터미널 검사방법은 측정 대상물을 촬영하여 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 이미지 데이터를 획득하는 단계, 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 높이 데이터를 획득하는 단계, 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 가시도(visibility) 데이터를 획득하는 단계, 상기 각 픽셀별로 획득된 상기 이미지 데이터, 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터를 상기 각 픽셀별로 곱하여 결과값을 산출하는 단계 및 상기 산출된 결과값을 이용하여 터미널 영역과 솔더 조인트(solder joint) 영역을 구분하는 단계를 포함한다.
상기 측정 대상물의 각 픽셀에 따른 상기 이미지 데이터는 2차원 이미지 측정에 의하여 획득될 수 있다.
상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터를 획득하는 단계는, 복수의 방향으로 격자이미지 광을 상기 측정 대상물에 조사하는 단계, 상기 측정 대상물에 조사된 상기 격자이미지 광의 반사 이미지를 촬영하여 3차원적 이미지 데이터를 획득하는 단계, 상기3차원적 이미지 데이터를 버켓 알고리즘(bucket algorithm)을 이용하여 높이 데이터로 변환하여 획득하는 단계 및 상기 3차원적 이미지 데이터를 가시도 산출 알고리즘을 이용하여 상기 가시도 데이터로 변환하여 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 측정 대상물에 조사된 상기 격자이미지 광의 반사 이미지를 촬영하여 상기 3차원적 이미지 데이터를 획득하는 단계 이후에, 상기 3차원적 이미지 데이터를 평균화하여 상기 이미지 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 측정 대상물의 상기 각 픽셀별 이미지 데이터, 상기 각 픽셀별 높이 데이터 및 상기 각 픽셀별 가시도 데이터는 상기 복수의 방향별로 각각 획득될 수 있으며, 상기 각 픽셀별로 획득된 상기 이미지 데이터, 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터를 상기 각 픽셀별로 곱하여 상기 결과값을 산출하는 단계는, 상기 각 픽셀별로 상기 복수의 방향에 따른 이미지 데이터 중 이미지 데이터 최대값을 선택하는 단계, 상기 각 픽셀별로 상기 복수의 방향에 따른 높이 데이터 중 높이 데이터 최대값을 선택하는 단계, 상기 각 픽셀별로 상기 복수의 방향에 따른 가시도 데이터 중 가시도 데이터 최대값을 선택하는 단계 및 상기 각 픽셀별로 획득된 상기 이미지 데이터 최대값, 상기 높이 데이터 최대값 및 상기 가시도 데이터 최대값을 곱하여 상기 결과값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이미지 데이터 최대값, 상기 높이 데이터 최대값 및 상기 가시도 데이터 최대값은 각각 소정의 기준값을 초과하는 값을 제외한 후 선택될 수 있다.
본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 터미널 검사방법은, 복수의 M개의 방향으로 격자이미지 광을 측정 대상물에 각 N번씩 조사하여 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 M×N개의 이미지 데이터, M개의 높이 데이터 및 M개의 가시도 데이터를 획득하는 단계(N과 M은 2이상의 자연수), 상기 M×N개의 이미지 데이터 중 상기 N번씩 조사하여 획득된 M개의 이미지 데이터를 평균화하여, 상기 각 픽셀별로 상기 M개의 방향에 대응하는 M개의 평균 이미지 데이터를 산출하는 단계, 상기 각 픽셀별로 상기 M개의 평균 이미지 데이터 중 평균 이미지 데이터 최대값을 선택하는 단계, 상기 각 픽셀별로 상기 M개의 높이 데이터 중 높이 데이터 최대값을 선택하는 단계, 상기 각 픽셀별로 상기 M개의 가시도 데이터 중 가시도 데이터 최대값을 선택하는 단계, 상기 각 픽셀별로 선택된 상기 평균 이미지 데이터 최대값, 상기 높이 데이터 최대값, 상기 가시도 데이터 최대값을 상기 각 픽셀별로 곱하여 결과값을 산출하는 단계 및 상기 산출된 결과값을 이용하여 터미널 영역과 솔더 조인트 영역을 구분하는 단계를 포함한다.
상기 이미지 데이터 최대값, 상기 높이 데이터 최대값 및 상기 가시도 데이터 최대값은 각각 소정의 기준값을 초과하는 값을 제외한 후 선택될 수 있다.
상기 산출된 결과값을 이용하여 상기 터미널 영역과 상기 솔더 조인트 영역을 구분하는 단계는, 상기 각 픽셀별로 산출된 결과값을 적어도 2개 이상의 그룹(group)으로 분류(classification)하되, 동일한 그룹에 속하는 픽셀은 모두 연속하여 분포하도록 분류하는 단계 및 상기 분류된 그룹을 이용하여 상기 터미널 영역과 상기 솔더 조인트 영역을 구분하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 측정 대상물의 이미지 데이터, 높이 데이터 및 가시도 데이터를 획득하고 획득된 값들을 곱하여 결과값을 산출하고 이를 이용하여 터미널 영역과 솔더 조인트 영역을 구분함으로써, 보다 정확한 터미널 영역을 확정할 수 있으며 보다 정확하게 상기 터미널을 검사할 수 있다.
또한, 높이에 기반한 3차원적 데이터를 이용하여 터미널 영역을 확정하므로, 2차원 영상을 이용하여 터미널 영역을 확정하는 경우에 비하여 각 영역의 색상에 영향을 적게 받고 조명에도 민감하지 않으므로, 보다 정확하고 용이하게 각 영역을 구별할 수 있으며, 카메라에 의한 노이즈의 영향도 크게 작용하지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 이미지 데이터를 3차원적 데이터를 이용하여 획득하는 경우, 별도의 2차원 이미지 데이터를 획득하지 않고도 터미널 영역을 용이하게 확정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 예시적인 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 터미널 검사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 인쇄회로기판 상에 형성된 터미널과 솔더 조인트의 일 예를 도시한 개략도이다.
도 4는 도 2의 결과값을 산출하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 예시적인 3차원 형상 측정장치를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 3차원 형상 측정방법에 사용되는 3차원 형상 측정장치는 측정 스테이지부(100), 영상 촬영부(200), 제1 및 제2 조명부들(300,400)을 포함하는 제1 조명 유닛, 제2 조명 유닛(450), 영상 획득부(500), 모듈 제어부(600) 및 중앙 제어부(700)를 포함할 수 있다.
상기 측정 스테이지부(100)는 측정 대상물(10)을 지지하는 스테이지(110) 및 상기 스테이지(110)를 이송시키는 스테이지 이송유닛(120)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 스테이지(110)에 의해 상기 측정 대상물(10)이 상기 영상 촬영부(200)와 상기 제1 및 제2 조명부들(300,400)에 대하여 이동함에 따라, 상기 측정 대상물(10)에서의 측정위치가 변경될 수 있다.
상기 영상 촬영부(200)는 상기 스테이지(110)의 상부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)로부터 반사되어온 광을 인가받아 상기 측정 대상물(10)에 대한 영상을 측정한다. 즉, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 제1 및 제2 조명부들(300,400)에서 출사되어 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 광을 인가받아, 상기 측정 대상물(10)의 평면영상을 촬영한다.
상기 영상 촬영부(200)는 카메라(210), 결상렌즈(220), 필터(230) 및 원형램프(240)를 포함할 수 있다. 상기 카메라(210)는 상기 측정 대상물(10)로부터 반사되는 광을 인가받아 상기 측정 대상물(10)의 평면영상을 촬영하며, 일례로 CCD 카메라나 CMOS 카메라 중 어느 하나가 채용될 수 있다. 상기 결상렌즈(220)는 상기 카메라(210)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)에서 반사되는 광을 상기 카메라(210)에서 결상시킨다. 상기 필터(230)는 상기 결상렌즈(220)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)에서 반사되는 광을 여과시켜 상기 결상렌즈(220)로 제공하고, 일례로 주파수 필터, 컬러필터 및 광세기 조절필터 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 원형램프(240)는 상기 필터(230)의 하부에 배치되어, 상기 측정 대상물(10)의 2차원 형상과 같은 특이영상을 촬영하기 위해 상기 측정 대상물(10)로 광을 제공할 수 있다.
상기 제1 조명부(300)는 예를 들면 상기 영상 촬영부(200)의 우측에 상기 측정 대상물(10)을 지지하는 상기 스테이지(110)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제1 조명부(300)는 제1 조명유닛(310), 제1 격자유닛(320), 제1 격자 이송유닛(330) 및 제1 집광렌즈(340)를 포함할 수 있다. 상기 제1 조명유닛(310)은 조명원 과 적어도 하나의 렌즈로 구성되어 광을 발생시키고, 상기 제1 격자유닛(320)은 상기 제1 조명유닛(310)의 하부에 배치되어 상기 제1 조명유닛(310)에서 발생된 광을 격자무늬 패턴을 갖는 제1 격자 패턴광으로 변경시킨다. 상기 제1 격자 이송유닛(330)은 상기 제1 격자유닛(320)과 연결되어 상기 제1 격자유닛(320)을 이송시키고, 일례로 PZT(Piezoelectric) 이송유닛이나 미세직선 이송유닛 중 어느 하나를 채용할 수 있다. 상기 제1 집광렌즈(340)는 상기 제1 격자유닛(320)의 하부에 배치되어 상기 제1 격자유닛(320)로부터 출사된 상기 제1 격자 패턴광을 상기 측정 대상물(10)로 집광시킨다.
*상기 제2 조명부(400)는 예를 들면 상기 영상 촬영부(200)의 좌측에 상기 측정 대상물(10)을 지지하는 상기 스테이지(110)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제2 조명부(400)는 제2 조명유닛(410), 제2 격자유닛(420), 제2 격자 이송유닛(430) 및 제2 집광렌즈(440)를 포함할 수 있다. 상기 제2 조명부(400)는 위에서 설명한 상기 제1 조명부(300)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1 조명부(300)는 상기 제1 격자 이송유닛(330)이 상기 제1 격자유닛(320)을 N번 순차적으로 이동하면서 상기 측정 대상물(10)로 N개의 제1 격자 패턴광들을 조사할 때, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 상기 N개의 제1 격자 패턴광들을 순차적으로 인가받아 N개의 제1 패턴영상들을 촬영할 수 있다. 또한, 상기 제2 조명부(400)는 상기 제2 격자 이송유닛(430)이 상기 제2 격자유닛(420)을 N번 순차적으로 이동하면서 상기 측정 대상물(10)로 N개의 제2 격자 패턴광들을 조사할 때, 상기 영상 촬영부(200)는 상기 측정 대상물(10)에서 반사된 상기 N개의 제2 격자 패턴광들을 순차적으로 인가받아 N개의 제2 패턴영상들을 촬영할 수 있다. 여기서, 상기 N은 자연수로, 일 예로 3 또는 4일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제1 및 제2 격자 패턴광들을 발생시키는 조명장치로 상기 제1 및제2 조명부들(300,400)만을 설명하였으나, 이와 다르게 상기 조명부의 개수는 3개 이상일 수도 있다. 즉, 상기 측정 대상물(10)로 조사되는 격자 패턴광이 다양한 방향에서 조사되어, 다양한 종류의 패턴영상들이 촬영될 수 있다. 예를 들어, 3개의 조명부들이 상기 영상 촬영부(200)를 중심으로 정삼각형 형태로 배치될 경우, 3개의 격자 패턴광들이 서로 다른 방향에서 상기 측정 대상물(10)로 인가될 수 있고, 4개의 조명부들이 상기 영상 촬영부(200)를 중심으로 정사각형 형태로 배치될 경우, 4개의 격자 패턴광들이 서로 다른 방향에서 상기 측정 대상물(10)로 인가될 수 있다. 또한, 상기 제1 조명 유닛은 8개의 조명부들을 포함할 수 있으며, 이 경우 8개의 방향에서 격자 패턴광을 조사하여 영상을 촬영할 수 있다.
상기 제2 조명 유닛(450)은 상기 측정 대상물(10)의 2차원적 영상을 획득하기 위한 광을 상기 측정 대상물(10)에 조사한다. 일 실시예로, 상기 제2 조명 유닛(450)은 적색조명(452), 녹색조명(454) 및 청색조명(456)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 적색조명(452), 상기 녹색조명(454) 및 상기 청색조명(456)은 상기 측정 대상물(10)의 상부에서 원형으로 배치되어 상기 측정 대상물(10)에 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 조사할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 각각 높이가 다르도록 형성될 수 있다.
상기 영상 획득부(500)는 상기 영상 촬영부(200)의 카메라(210)와 전기적으로 연결되어, 상기 카메라(210)로부터 상기 제1 조명 유닛에 의한 패턴영상들을 획득하여 저장한다. 또한, 상기 영상 획득부(500)는 상기 카메라(210)로부터 상기 제2 조명 유닛(450)에 의한 2차원적 영상들을 획득하여 저장한다. 예를 들어, 상기 영상 획득부(500)는 상기 카메라(210)에서 촬영된 상기 N개의 제1 패턴영상들 및 상기 N개의 제2 패턴영상들을 인가받아 저장하는 이미지 시스템을 포함한다.
상기 모듈 제어부(600)는 상기 측정 스테이지부(100), 상기 영상 촬영부(200), 상기 제1 조명부(300) 및 상기 제2 조명부(400)와 전기적으로 연결되어 제어한다. 상기 모듈 제어부(600)는 예를 들어, 조명 콘트롤러, 격자 콘트롤러 및 스테이지 콘트롤러를 포함한다. 상기 조명 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 조명유닛들(310,410)을 각각 제어하여 광을 발생시키고, 상기 격자 콘트롤러는 상기 제1 및제2 격자 이송유닛들(330,430)을 각각 제어하여 상기 제1 및 제2 격자유닛들(320, 420)을 이동시킨다. 상기 스테이지 콘트롤러는 상기 스테이지 이송유닛(120)을 제어하여 상기 스테이지(110)를 상하좌우로 이동시킬 수 있다.
상기 중앙 제어부(700)는 상기 영상 획득부(500) 및 상기 모듈 제어부(600)와 전기적으로 연결되어 각각을 제어한다. 구체적으로, 상기 중앙 제어부(700)는 상기 영상 획득부(500)의 이미지 시스템으로부터 상기 N개의 제1 패턴영상들 및 상기 N개의 제2 패턴영상들을 인가받아, 이를 처리하여 상기 측정 대상물의 3차원 형상을 측정할 수 있다. 또한, 상기 중앙 제어부(700)는 상기 모듈 제어부(600)의 조명 콘트롤러, 격자 콘트롤러 및 스테이지 콘트롤러를 각각 제어할 수 있다. 이와 같이, 상기 중앙 제어부는 이미지처리 보드, 제어 보드 및 인터페이스 보드를 포함할 수 있다.
이하, 상기와 같은 3차원 형상 측정장치를 이용하여 상기 측정 대상물(10)로 채용된 인쇄회로기판에 탑재된 소정의 소자를 검사하는 방법을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 터미널 검사방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 인쇄회로기판 상에 형성된 터미널과 솔더 조인트의 일 예를 도시한 개략도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 터미널을 검사하기 위하여, 먼저 측정 대상물을 촬영하여 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 이미지 데이터를 획득한다(S110).
상기 측정 대상물은 인쇄회로기판(900) 상에 형성된 터미널(910)과 솔더 조인트(solder joint)(920)이다.
상기 측정 대상물의 각 픽셀에 따른 상기 이미지 데이터는 2차원 이미지 측정에 의하여 획득될 수 있다. 예를 들면, 상기 측정 대상물의 촬영은 도 1의 3차원 형상 측정장치의 2차원 이미지 측정을 위한 원형램프(240) 또는 제2 조명 유닛(450)을 이용한 2차원 이미지 촬영에 의하여 이루어질 수 있다.
이와는 다르게, 상기 각 픽셀별 이미지 데이터는 3차원 형상 측정을 위하여 측정된 이미지 데이터를 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들면, 상기 측정 대상물의 촬영은 도 1의 3차원 형상 측정장치의 제1 조명 유닛을 이용한 3차원적 이미지 촬영에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 제1 조명 유닛은 앞서 설명한 바와 같이 제1 및 제2 조명부들(300,400)로 이루어지거나, 그 이상의 조명부들로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 먼저 상기 조명부들을 이용하여 복수의 방향으로 격자이미지 광을 상기 측정 대상물에 조사하고, 이어서 상기 측정 대상물에 조사된 상기 격자이미지 광의 반사 이미지를 촬영하여 3차원적 이미지 데이터를 획득한다. 이때, 상기 이미지 데이터는 상기 3차원적 이미지 데이터를 평균화하여 획득될 수 있다.
예를 들면, 복수의 M개의 방향으로 격자이미지 광을 측정 대상물에 각 N번씩 조사하여 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 M×N개의 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 여기서, N과 M은 2이상의 자연수이다. 한편, 상기 M×N개의 이미지 데이터 중 상기 N번씩 조사하여 획득된 M개의 이미지 데이터를 평균화하여, 상기 각 픽셀별로 상기 M개의 방향에 대응하는 M개의 평균 이미지 데이터를 산출할 수 있다.
이어서, 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 높이 데이터를 획득한다(S120).
상기 각 픽셀별 높이 데이터는 상기 3차원 형상 측정을 위하여 측정된 이미지 데이터를 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들면, 상기 높이 데이터는 앞서 설명한 도 1의 3차원 형상 측정장치의 제1 조명 유닛을 이용한 3차원적 이미지 촬영에 의하여 획득될 수 있다. 일 실시예로, 상기 높이 데이터는 상기 3차원적 이미지 데이터를 버켓 알고리즘(bucket algorithm)을 이용하여 변환함으로써 획득할 수 있다.
예를 들면, 복수의 M개의 방향으로 격자이미지 광을 측정 대상물에 각 N번씩 조사하여 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 M개의 높이 데이터를 획득할 수 있다.
다음으로, 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 가시도(visibility) 데이터를 획득한다(S130).
상기 가시도는 영상의 밝기신호에 있어서 진폭(Bi(x,y))의 평균(Ai(x,y))에 대한 비를 의미하며, 대체로 반사율이 증가함에 따라 증가하는 경향이 있다. 상기 가시도(Vi(x,y))는 다음과 같이 정의된다.
Vi(x,y)=Bi(x,y)/Ai(x,y)
격자 패턴광이 다양한 방향에서 상기 인쇄회로기판으로 조사되어 다양한 종류의 패턴영상들을 촬영할 수 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 영상 획득부(500)가 상기 카메라(210)에서 촬영된 N개의 패턴영상들로부터 X-Y 좌표계의 각 위치(i(x,y))에서의 N개의 밝기정도들(Ii 1, Ii 2, ... , Ii N)을 추출하고, N-버켓 알고리즘(N-bucket algorithm)을 이용하여 평균밝기(Ai(x,y)) 및 가시도(Vi(x,y))를 산출한다.
예를 들어, N=3인 경우와, N=4인 경우는 각각 다음과 같이 가시도를 산출할 수 있다.
즉, N=3인 경우는,
Figure pat00001
Figure pat00002
와 같이 산출할 수 있고,
N=4인 경우는,
Figure pat00003
Figure pat00004
와 같이 산출할 수 있다.
상기 각 픽셀별 가시도 데이터는 상기 3차원 형상 측정을 위하여 측정된 이미지 데이터를 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들면, 상기 가시도 데이터는 앞서 설명한 도 1의 3차원 형상 측정장치의 제1 조명 유닛을 이용한 3차원적 이미지 촬영에 의하여 획득될 수 있다. 일 실시예로, 상기 가시도 데이터는 상기 3차원적 이미지 데이터를 가시도 산출 알고리즘을 이용하여 변환함으로써 획득할 수 있다.
예를 들면, 복수의 M개의 방향으로 격자이미지 광을 측정 대상물에 각 N번씩 조사하여 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 M개의 가시도 데이터를 획득할 수 있다.
이어서, 상기 각 픽셀별로 획득된 상기 이미지 데이터, 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터를 상기 각 픽셀별로 곱하여 결과값을 산출한다(S140).
상기 각 픽셀별로 획득된 상기 이미지 데이터, 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터는 복수의 방향에서 측정된 복수의 데이터일 수 있다. 따라서, 상기 복수의 데이터를 적절히 활용하여 결과값을 산출할 수 있다.
도 4는 도 2의 결과값을 산출하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 상기 결과값을 산출함에 있어서, 상기 각 픽셀별로 상기 복수의 방향에 따른 이미지 데이터 중 이미지 데이터 최대값을 선택하고(S142), 상기 각 픽셀별로 상기 복수의 방향에 따른 높이 데이터 중 높이 데이터 최대값을 선택하며(S144), 상기 각 픽셀별로 상기 복수의 방향에 따른 가시도 데이터 중 가시도 데이터 최대값을 선택할 수 있다(S146). 이어서, 상기 각 픽셀별로 획득된 상기 이미지 데이터 최대값, 상기 높이 데이터 최대값 및 상기 가시도 데이터 최대값을 곱하여 상기 결과값을 산출할 수 있다(S148).
이때, 노이즈를 제거하기 위하여, 상기 이미지 데이터 최대값, 상기 높이 데이터 최대값 및 상기 가시도 데이터 최대값은 각각 소정의 기준값을 초과하는 값을 제외한 후 선택될 수도 있다.
예를 들면, 상기 각 픽셀별로 상기 M개의 평균 이미지 데이터 중 평균 이미지 데이터 최대값을 선택하고, 상기 각 픽셀별로 상기 M개의 높이 데이터 중 높이 데이터 최대값을 선택하며, 상기 각 픽셀별로 상기 M개의 가시도 데이터 중 가시도 데이터 최대값을 선택할 수 있다. 이어서, 상기 각 픽셀별로 선택된 상기 평균 이미지 데이터 최대값, 상기 높이 데이터 최대값, 상기 가시도 데이터 최대값을 상기 각 픽셀별로 곱하여 결과값을 산출할 수 있다.
상기와 같이 각 데이터의 최대값을 이용하는 경우, 상기 이미지 데이터, 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터는 터미널 영역이 솔더 조인트 영역에 비하여 더욱 큰 값을 가질 수 있으므로, 상기 인자들의 곱에 의하여 결과값의 차이는 보다 커질 수 있다. 이와는 다르게, 상기 각 데이터의 평균값을 이용할 수도 있다.
다음으로, 상기 산출된 결과값을 이용하여 터미널 영역과 솔더 조인트 영역을 구분한다(S150).
상기 산출된 결과값은 상기 이미지 데이터, 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터에 의하여 결정되며, 상기 이미지 데이터, 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터는 대체로 터미널 영역이 솔더 조인트 영역에 비하여 큰 값을 갖게 되므로, 상기 인자들의 곱에 의하여 결과값의 차이는 보다 커진다.
특히, 일반적으로 반사율이 주변에 비하여 큰 소자의 경우 가시도는 주변보다 훨씬 큰 값을 나타내므로, 상기 터미널 영역은 상기 솔더 조인트 영역에 비하여 큰 값을 갖게 되며, 이에 따라 터미널 영역이 더욱 강조될 수 있다.
한편, 상기 산출된 결과값을 이용하여 상기 터미널 영역과 상기 솔더 조인트 영역을 구분하기 위하여, 먼저 상기 각 픽셀별로 산출된 결과값을 적어도 2개 이상의 그룹(group)으로 분류(classification)하되, 동일한 그룹에 속하는 픽셀은 모두 연속하여 분포하도록 분류한 후, 상기 분류된 그룹을 이용하여 상기 터미널 영역과 상기 솔더 조인트 영역을 구분할 수 있다.
즉, 상기 터미널 영역 및 상기 솔더 조인트 영역은 상기 결과값에 의하여 서로 다른 영역으로 분류되며 동일한 영역은 인접하여 위치하게 되므로, 동일한 영역은 연속하여 분포하도록 분류할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 측정 대상물의 이미지 데이터, 높이 데이터 및 가시도 데이터를 획득하고 획득된 값들을 곱하여 결과값을 산출하고 이를 이용하여 터미널 영역과 솔더 조인트 영역을 구분함으로써, 보다 정확한 터미널 영역을 확정할 수 있으며 보다 정확하게 상기 터미널을 검사할 수 있다.
또한, 높이에 기반한 3차원적 데이터를 이용하여 터미널 영역을 확정하므로, 2차원 영상을 이용하여 터미널 영역을 확정하는 경우에 비하여 각 영역의 색상에 영향을 적게 받고 조명에도 민감하지 않으므로, 보다 정확하고 용이하게 각 영역을 구별할 수 있으며, 카메라에 의한 노이즈의 영향도 크게 작용하지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 이미지 데이터를 3차원적 데이터를 이용하여 획득하는 경우, 별도의 2차원 이미지 데이터를 획득하지 않고도 터미널 영역을 용이하게 확정할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 측정 대상물 100 : 측정 스테이지부
200 : 영상 촬영부 300 : 제1 조명부
400 : 제2 조명부 450 : 제2 조명 유닛
500 : 영상 획득부 600 : 모듈 제어부
700 : 중앙 제어부 900 : 인쇄회로기판
910 : 터미널 920 : 솔더 조인트

Claims (1)

  1. 측정 대상물을 촬영하여 상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 이미지 데이터를 획득하는 단계;
    상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 높이 데이터를 획득하는 단계;
    상기 측정 대상물의 각 픽셀별로 가시도(visibility) 데이터를 획득하는 단계;
    상기 각 픽셀별로 획득된 상기 이미지 데이터, 상기 높이 데이터 및 상기 가시도 데이터를 상기 각 픽셀별로 곱하여 결과값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 결과값을 이용하여 터미널 영역과 솔더 조인트(solder joint) 영역을 구분하는 단계를 포함하는 터미널 검사방법.
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